基于熔盐快堆的模型优化与Th-U增殖性能研究

基于熔盐快堆的模型优化与Th-U增殖性能研究

作为四代堆6种候选堆型中唯一的液态燃料反应堆，熔盐堆对未来核能和钍资源利用具有重要意义，特别是熔盐快堆（Molten Salt Fast Reactor，MSFR）还具有较大的增殖比和较好的温度负反馈。由于启动新的熔盐快堆需要较高的燃料装载量，若能改善MSFR的增殖性能，则有利于提高^233U产量并缩短燃料倍增时间。首先应用SCALE6．1针对MSFR的径向增殖盐、新增轴向增殖盐和新增石墨反射层这三方面分析了初始增殖比，同时从核素吸收率角度说明增殖比变化的原因和MSFR的设计不足并对其进行了优化；然后应用基于SCALE6．1开发的熔盐堆在线处理模块（Molten Salt Reactor Re...

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Published in:核技术 Vol. 40; no. 2; pp. 74 - 80
Main Author: 李光超 邹杨 余呈刚 孙建友 陈金根 徐洪杰
Format: Journal Article
Language:Chinese
Published: 中国科学院上海应用物理研究所 嘉定园区 上海 201800 2017
中国科学院先进核能创新研究院 上海 201800
中国科学院大学 北京 100049%中国科学院上海应用物理研究所 嘉定园区 上海 201800
Subjects:
Th—U燃料增殖
模型优化
熔盐快堆
模型优化
Geometry optimization
Th-U燃料增殖
熔盐快堆
MSFR
Th-U fuel breeding
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Description
Summary:作为四代堆6种候选堆型中唯一的液态燃料反应堆，熔盐堆对未来核能和钍资源利用具有重要意义，特别是熔盐快堆（Molten Salt Fast Reactor，MSFR）还具有较大的增殖比和较好的温度负反馈。由于启动新的熔盐快堆需要较高的燃料装载量，若能改善MSFR的增殖性能，则有利于提高^233U产量并缩短燃料倍增时间。首先应用SCALE6．1针对MSFR的径向增殖盐、新增轴向增殖盐和新增石墨反射层这三方面分析了初始增殖比，同时从核素吸收率角度说明增殖比变化的原因和MSFR的设计不足并对其进行了优化；然后应用基于SCALE6．1开发的熔盐堆在线处理模块（Molten Salt Reactor Reprocessing Sequence。MSR．RS）进行燃耗分析。结果表明，新增轴向增殖盐可以进一步提高增殖性能；新增石墨反射层可以节省增殖盐装载量。改进后的堆型运行时增殖比可以维持在1．1以上，^233U年产量提高至133kg，倍增时间缩短至36a，并且堆芯在整个运行寿期都能保持足够的温度负反馈。
Bibliography:LI Guangchao1,2,3, ZOU Yang1,2,3, YU Chenggang1,2, SUN Jianyou1,2, CHEN Jingen1,2,3, XU Hongjiea1,2,3 （1.Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences, Jiading Campus, Shanghai 201800, China; 2.Innovative Academies in TMSR Energy System, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China;3.University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China）
31-1342/TL
Background： As the only one of liquid fuel reactor among the six candidate reactors chosen by the Generation IV International Forum （GIF）, Molten Salt Reactor （MSR） shows great potential for future nuclear energy and thorium usage, especially for Molten Salt Fast Reactor （MSFR） with characters of high Th-U Breeding Ratio （BR） and large negative Temperature Coefficient of Reactivity （TCR）. Purpose： Th-U breeding capacity of MSFR is expected to be further improved for more 233U production and shorter Double Time （DT）, and bum-up analysis is necessary to demonstrate the breeding characters with time, as well as TCR for safety. Meth
ISSN:0253-3219
DOI:10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.020603