發(fā)布時(shí)間：2023-03-30 02:47

　　隨著核電的快速發(fā)展,國際上正積極開發(fā)第四代先進(jìn)核反應(yīng)堆技術(shù)。超臨界水冷堆(Supercritical water cooled reactor,SCWR),作為第四代堆型中唯一的水堆,因其系統(tǒng)簡化、熱效率和安全性能高等優(yōu)勢,成為大型先進(jìn)壓水堆的替代堆型。而伴隨核電比例的增加,核電站產(chǎn)生越來越多的乏燃料,其中U和Pu的回收逐漸受到人們的關(guān)注。其通常方式是將钚與鈾制成混合氧化物MOX燃料(Mixed Oxide Fuel)通過鈾钚循環(huán)來回收核電站乏燃料中的钚。因此,超臨界水冷堆中采用MOX燃料可以實(shí)現(xiàn)第四代核能技術(shù)與鈾钚燃料循環(huán)技術(shù)的結(jié)合。然而由于MOX燃料在物理特性上與UO2燃料存在較大差異,需要對采用MOX燃料的超臨界水冷堆新型組件物理特性進(jìn)行詳細(xì)研究。本文首先采用MCNP軟件計(jì)算得到MOX燃料的總中子反應(yīng)截面、中子吸收截面、中子裂變截面和中子散射截面,并與UO2燃料的相關(guān)截面進(jìn)行對比,得到兩種燃料在截面上的差異:MOX燃料有較大的總中子反應(yīng)截面、中子吸收截面和中子裂變截面,兩種燃料中子散射截面近似。進(jìn)一步得到了MOX燃料中各核素的中子截面特性,分析了MOX與UO2燃料核特性存在差異的...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
符號說明
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 MOX燃料及其研究進(jìn)展
        1.2.1 MOX燃料在不同反應(yīng)堆的應(yīng)用
        1.2.2 MOX燃料特性
    1.3 本文的研究內(nèi)容和意義
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 研究意義
2 蒙特卡羅方法及模型驗(yàn)證
    2.1 蒙特卡羅方法
    2.2 MCNP軟件
        2.2.1 MCNP的基本結(jié)構(gòu)
        2.2.2 INP輸入文件的介紹
        2.2.3 記數(shù)卡
    2.3 程序建模及驗(yàn)證
        2.3.1 新型MOX燃料組件參數(shù)
        2.3.2 幾何建模及設(shè)置
        2.3.3 模擬結(jié)果及對比
3 PuO₂含量對MOX燃料組件物理特性的影響
    3.1 MOX燃料成分
    3.2 結(jié)果和討論
        3.2.1 MOX燃料中子截面特性
        3.2.2 MOX燃料各核素中子截面
    3.3 PuO₂含量對MOX燃料物理特性的影響
        3.3.1 MOX燃料的俘獲裂變比
        3.3.2 MOX燃料總微觀裂變截面與每次裂變平均釋放的能量
        3.3.3 MOX燃料每次裂變釋放的中子數(shù)和有效裂變中子數(shù)
    3.4 PuO₂含量對組件物理特性的影響
        3.4.1 PuO₂含量對MOX燃料組件能譜的影響
        3.4.2 MOX燃料組件的K_eff與相對功率
        3.4.3 PuO₂含量對組件相對功率峰值和緩發(fā)中子份額影響
    3.5 本章小結(jié)
4 結(jié)構(gòu)尺寸對MOX燃料組件物理性能影響
    4.1 不同棒徑組件的物理性能
        4.1.1 組件的裂變率和俘獲率
        4.1.2 Keff

        4.1.3 組件相對功率峰值
        4.1.4 組件相對功率
        4.1.5 燃料棒直徑對組件能譜的影響
    4.2 柵徑比對組件物理性能影響
        4.2.1 組件的裂變率與俘獲率
        4.2.2 K_eff

        4.2.3 組件相對功率峰值
        4.2.4 組件相對功率
        4.2.5 柵徑比對組件能譜影響
    4.3 本章小結(jié)
5 MOX燃料組件溫度系數(shù)
    5.1 溫度反應(yīng)性系數(shù)
    5.2 冷卻劑溫度反應(yīng)性系數(shù)(CTRC)
        5.2.1 冷卻劑密度變化
        5.2.2 冷卻劑溫度反應(yīng)性系數(shù)隨溫度的變化
        5.2.3 PuO₂含量對冷卻劑溫度反應(yīng)性系數(shù)影響
    5.3 慢化劑溫度反應(yīng)性系數(shù)(MTRC)
        5.3.1 慢化劑溫度對溫度反應(yīng)性系數(shù)的影響
        5.3.2 PuO₂含量對慢化劑溫度反應(yīng)性系數(shù)影響
        5.3.3 ²³⁵U富集度對慢化劑溫度系數(shù)的影響
    5.4 本章小結(jié)
6 超臨界水冷堆新型MOX燃料組件的控制
    6.1 控制棒控制
        6.1.1 控制棒材料中子截面
        6.1.2 不同直徑的控制棒價(jià)值
        6.1.3 控制棒插入深度對組件相對功率峰值影響
    6.2 可溶硼控制
        6.2.1 K_eff

        6.2.2 PuO₂含量對可溶硼價(jià)值影響
        6.2.3 可溶硼濃度對溫度反應(yīng)性系數(shù)的影響
        6.2.4 可溶硼濃度對MOX燃料組件相對功率峰值的影響
    6.3 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 本文結(jié)論
    7.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
    A. 作者在攻讀碩士期間發(fā)表的文章
    B. 作者在攻讀碩士期間參加的科研項(xiàng)目



本文編號：3775029

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