1MWth火星表面热管熔盐堆堆芯初步中子学设计

1MWth火星表面热管熔盐堆堆芯初步中子学设计

TL426; 核反应堆由于其能量密度高、功率质量比高和尺寸小等优点,成为未来载人火星探测任务的主要能源供给.为此,结合熔盐堆与高温热管技术,提出了寿期大于5 a的1 MWth火星表面热管熔盐堆(Martian SurfaceMolten Salt Reactor,(MS)2R)方案.采用MCNP(Monte Carlo N particle Transport Code)和MOBAT开展了(MS)2R的堆芯尺寸和反应性控制的优化设计,给出了堆芯物理设计参数:堆芯的高度和直径分别为90.94 cm和88.94 cm,富集铀装量为146.08 kg,堆本体质量为2.09×103 kg;反应性控制的...

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Published in:核技术 Vol. 44; no. 12; pp. 97 - 106
Main Authors: 胡光, 崔德阳, 卢林远, 李晓晓, 陈金根, 蔡翔舟
Format: Journal Article
Language:Chinese
Published: 中国科学院先进核能创新研究院 上海 201800%中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800 2021
中国科学院大学 北京 100049
中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800
Subjects:
熔盐堆;高温热管;控制鼓
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Description
Summary:TL426; 核反应堆由于其能量密度高、功率质量比高和尺寸小等优点,成为未来载人火星探测任务的主要能源供给.为此,结合熔盐堆与高温热管技术,提出了寿期大于5 a的1 MWth火星表面热管熔盐堆(Martian SurfaceMolten Salt Reactor,(MS)2R)方案.采用MCNP(Monte Carlo N particle Transport Code)和MOBAT开展了(MS)2R的堆芯尺寸和反应性控制的优化设计,给出了堆芯物理设计参数:堆芯的高度和直径分别为90.94 cm和88.94 cm,富集铀装量为146.08 kg,堆本体质量为2.09×103 kg;反应性控制的控制鼓采用厚度1.8 cm、包角120o的B4C(10B含量为90％)中子吸收体.分析结果表明:(MS)2R可实现满功率(1 MWth)运行5 a,并满足堆芯最小化、轻量化的需求;控制鼓布置能够满足反应堆寿期内的临界安全要求,且热管数量能够满足传热安全限值.本研究可为火星表面热管熔盐堆提供设计参考.
ISSN:0253-3219
DOI:10.11889/j.0253-3219.2021.hjs.44.120603