【摘要】：隨著核能的不斷發(fā)展,乏燃料的后處理日益成為影響核電實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。在核電廠運(yùn)行期間所產(chǎn)生的乏燃料中,有些長(zhǎng)壽命裂變產(chǎn)物與次錒系核素(MinorActinide,MA)具有很長(zhǎng)的半衰期,對(duì)環(huán)境有較大的危害。中子嬗變技術(shù)將長(zhǎng)壽命核素通過(guò)一定的方式在反應(yīng)堆中輻照,將MA轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定或短壽命核素,或者是一些雖有高放射性但是使用價(jià)值較高的核素。這種處理MA的方式是目前最有效的方法之一。我們經(jīng)過(guò)調(diào)研與論證之后選擇技術(shù)最成熟,在運(yùn)機(jī)組數(shù)量與在建機(jī)組數(shù)量最多的壓水堆進(jìn)行嬗變研究�；谡n題組先前的研究成果,在嬗變方案的選擇上,我們選擇在可燃毒物棒中加載MA進(jìn)行研究,并設(shè)計(jì)了三種MA的裝載方案。方案一,減少可燃毒物厚度,然后用MA鍍層填充減少的可燃毒物;方案二,在可燃毒物棒的水隙中添加MA鍍層;方案三,將可燃毒物與MA核素以不同的比例均勻混合。我們?cè)诓煌姆桨概c添加量下計(jì)算研究壓水堆嬗變MA對(duì)堆芯物理特性的影響。分別在三種方案下,計(jì)算研究了MA核素對(duì)堆芯溫度系數(shù)的擾動(dòng),并且計(jì)算了不同裝載量下keff隨溫度的變化,基于計(jì)算深入分析了 MA對(duì)溫度系數(shù)的影響,結(jié)果顯示MA的加載改善了堆芯溫度系數(shù)。為了研究溫度對(duì)堆芯的影響,首先用NJOY99制作了需要的溫度點(diǎn)下的核素截面文件,所得到截面文件格式MCNP程序可以直接調(diào)用。使用SCALE程序完成燃耗相關(guān)計(jì)算,在三種方案下計(jì)算反應(yīng)堆的堆芯壽期,并分別在不同的裝載量下計(jì)算堆芯壽期,分析了MA對(duì)堆芯壽期的影響,結(jié)果顯示MA的加載使堆芯壽期有所縮短,并且裝載量越大,堆芯壽期縮減越多。最后計(jì)算了 MA核素在熱堆中的嬗變率以及嬗變之后產(chǎn)生的核素,結(jié)果顯示在毒物棒中MA嬗變率可觀,并且生成核素中大部分為Pu-240與半衰期很短的核素,基本上沒(méi)有生成半衰期很長(zhǎng)的產(chǎn)物。綜合考慮以上的研究,本文得出主要結(jié)論有以下幾點(diǎn):一,MA的加載改善了堆芯燃料溫度系數(shù)與慢化劑溫度系數(shù)。二,MA的加載會(huì)縮短堆芯壽期。三,在熱堆中MA的嬗變情況良好,并且產(chǎn)生核素放射性毒性較低。四,綜合考慮我們認(rèn)為壓水堆嬗變MA有較好的研究?jī)r(jià)值。本研究有以下幾個(gè)創(chuàng)新點(diǎn):一,研究提出了新的MA嬗變方案。二,在不同裝載方案下研究了堆芯壽期與溫度系數(shù)隨MA裝載量的變化。三,研究了在不同裝載量與裝載方案下核素的嬗變率與嬗變產(chǎn)物。
【圖文】：

0逡逑我們分別用ＳＣＡＬＥ程序與ＭＣＮＰ程序建立了一個(gè)典型的壓水堆堆芯，，其結(jié)逡逑構(gòu)如圖２－３所示。逡逑ｍｓｍ逡逑＾￡Ｓ￡ｅ＊邐．逡逑畫(huà)芑W栥楾曑跑逡逑WWWW畫(huà)W歐廔，逡逑霸件逡逑？邐｜｜＾x幾籶}度２邋４。／。燃料織件逡逑ｇｐｐ酬V桑穡紓蓿紓紓穡穡輳穡酰潁海危咤義蟸J邐pc邐件逡逑齠：鵬；１邋

本文編號(hào)：2673940