基于FLiBe載體鹽,Th/²³³U啟堆,僅通過在線添加反應(yīng)堆級钚,以實(shí)現(xiàn)熔鹽堆²³³U的自持和焚燒反應(yīng)堆級钚的能力。采用單柵元模型,分析其在不同熔鹽體積比、不同中子損失率下233U的自持和钚的利用性能。研究發(fā)現(xiàn):在熔鹽體積占比為10%～85%的較大范圍內(nèi)都可以實(shí)現(xiàn)²³³U自持,其中約43%熔鹽體積比下²³³U增殖效果最佳。與此同時(shí),43%熔鹽占比下對钚的依賴最大,在熔鹽體積比較小和較大時(shí)對钚的依賴較小;在熔鹽體積比較小時(shí)更有利于钚的利用,其中在熔鹽體積比為10%～15%時(shí)钚的焚燒率最大,約為75%。此外,中子損失率與钚的依賴近似呈正比關(guān)系,對²³³U自持性能影響較小。 

【文章來源】：核技術(shù). 2020,43(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

中子損失率為0%時(shí)，不同熔鹽體積比下的中子能譜

圖3是不同熔鹽體積比、不同中子損失率下的初始轉(zhuǎn)換比，從圖3可以看出，隨著熔鹽體積比的增加，轉(zhuǎn)換比先增大，后變化趨于平緩，但仍然可以看出在熔鹽體積比大于43.5%后轉(zhuǎn)換比先略微較小后又有所增大。其原因主要是因?yàn)殡S著熔鹽體積比增加到一定程度232Th的俘獲吸收反應(yīng)率增加變得十分緩慢，而233U的總吸收反應(yīng)率增加到最大值后會略微減小。隨著中子損失率的增加，轉(zhuǎn)換比呈減小的趨勢，這是因?yàn)橹凶訐p失率增加意味著需要更多的233U和更少的232Th來實(shí)現(xiàn)更大的有效倍增因子，相應(yīng)的233U總吸收反應(yīng)率增大，232Th的俘獲吸收反應(yīng)率減小，因此轉(zhuǎn)換比減小。2.2 燃耗分析

再生比能夠直觀地反應(yīng)燃耗過程中Th轉(zhuǎn)換成233U的能力，當(dāng)RR大于1時(shí)233U是凈增加的，反之則減少。圖5為中子損失率為5%時(shí)不同熔鹽體積比下再生比隨時(shí)間的變化關(guān)系，從圖5可以看出，熔鹽體積比為4.8%時(shí)，RR隨時(shí)間呈增加的趨勢，在13年之前小于1,13年后略大于1，因此由于后期所增加的233U不足以彌補(bǔ)前期的消耗，233U不能自持；熔鹽體積比為43.5%時(shí)，RR呈先增大后減小的趨勢，且始終大于1，因此233U可以自持；熔鹽體積比為90.7%時(shí)，RR呈先增大后減小的趨勢，在10年前RR大于1,233U為積累的過程，10年后RR小于1,233U為消耗的過程，由于前期的積累和后期的消耗近似相等，此時(shí)恰好在233U自持的邊界�？梢钥闯觯谌埯}體積比較低時(shí)，RR隨燃耗時(shí)間而增加，在熔鹽體積比較高時(shí)，RR隨燃耗時(shí)間的增加先略微增加而后減小，因此隨燃耗時(shí)間的增加233U自持的區(qū)域?qū)⒂邢蛉埯}體積比更低的方向移動的趨勢。需要說明的是，在熔鹽體積比為90.7%時(shí)，20 a燃耗時(shí)間釷的消耗率為23.7%，如果通過補(bǔ)充釷，在該點(diǎn)233U自持的時(shí)間將會延長；而在熔鹽體積比為4.8%時(shí)，釷的消耗率僅為10.8%，其不能自持的原因主要是能譜和結(jié)構(gòu)材料的吸收，兩者有所區(qū)別。接下來將進(jìn)一步根據(jù)單群微觀截面和反應(yīng)率隨時(shí)間的演變具體解釋在不同能譜下對233U產(chǎn)生不同增殖效果的原因。圖5 中子損失率為5%時(shí)，不同熔鹽體積比下再生比隨時(shí)間的變化關(guān)系

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]氟鹽冷卻球床高溫堆釷利用研究[D]. 朱貴鳳.中國科學(xué)院研究生院（上海應(yīng)用物理研究所） 2015



本文編號：3288412