美成功实施第34次次临界实验

【美国国家核军工管理局网站2024年5月16日报道】2024年5月14日,内华达国家核安全场区(NNSS)在其位于地下近300米(1000英尺)深处的PULSE设施成功进行了一次次临界试验。

加速器驱动次临界系统用嬗变核燃料研究进展分析

加速器驱动次临界系统(Accelerator driven subcritical system,ADS)是乏燃料安全处理处置关键瓶颈问题的优秀解决方案,而开发适用于该系统的嬗变核燃料正是ADS研发的关键任务之一。然而由于嬗变对象次锕系元素的固有特殊性质、嬗变燃料体系相关机理尚不十分明确、制备技术难度大、嬗变核燃料相关试验数据和运行经验的欠缺等原因,ADS用嬗变核燃料的研发十分复杂且极具挑战。本文系统综述了作为ADS重要候选嬗变燃料的氧化物弥散型燃料CERCER/CERMET、氮化物燃料和金属燃料的研究进展,包括制备工艺、辐照实验和辐照后检验结果、物性参数、主要优缺点等内容,以期为我国ADS用嬗变核燃料的研发提供一定思路和参考。

加速器驱动的次临界铀溶液同位素生产堆概念设计

加速器驱动的次临界铀溶液系统作为新型同位素生产技术,具有固有安全性高、同位素比活度高及提取工艺简单等优势。本文从次临界系统的基础理论出发,确定了堆芯设计原则,针对加速器中子源和燃料选型进行说明,利用蒙特卡罗程序完成了次临界堆芯的概念设计并给出了一系列设计参数,此外,对堆芯长寿期燃耗特性和^(99)Mo产能进行了计算分析。结果表明,该方案^(99)Mo的年产能可达20 kCi(1 Ci=3.7×10^(10)Bq)以上,考虑运输过程中衰变损失,保守估计可满足全国1/3的临床需求,对后续掌握^(99)Mo生产技术并实现工程应用具有重要的现实意义。

次临界Choquard方程的多解

该文考虑次临界Choquard方程{-Δu+(λV(x)+1)u u∈H^(1)(R^(N)=(∫_(R^(N)|u(g)|Pc/|x-y|udy)|u|^(PC-2)u,x∈R^(N)(0.1)多解的存在性,其中N>3,λ是正实参数,p_(ε)=2_(μ)^(*)-ε,ε>0,0<μ<N,2_(μ)^(*)=2N-μ/N-2是Hardy-Littlewood-Sobolev不等式意义下的临界指数。假定Ω:=intV^(-1)(0)是R^(N)中非空带光滑边界的有界区域,利用Lusternik-Schnirelman定理,该文证明了当λ足够大及ε充分小时,方程(0.1)至少有catΩ(Ω)个正解.

加速器驱动次临界系统装置部件用材发展战略研究

加速器驱动次临界系统(ADS)由强流高能离子加速器、高功率散裂靶和次临界反应堆三大分系统组成。作为未来先进核裂变能——加速器驱动先进核能系统(ADANES)的重要组成部分,ADS装置的研发对推动我国能源革命、促进能源转型以及刺激核能行业创新发展具有重大作用。本文以ADANES研发为背景,阐述了ADS装置的研发现状、可能的发展趋势以及ADS部件对材料的需求,重点探讨了ADS装置中高功率散裂靶和次临界反应堆部件用关键材料的研发进展与存在问题,面临的发展机遇和挑战;最后提出了几点发展对策,力求助力我国ADS装置的建设与先进核裂变能技术创新,推动未来先进核裂变能的安全高效和可持续发展。

聚变驱动次临界堆双冷嬗变包层多群中子截面数据库共振自屏效应计算与分析

依据聚变驱动次临界反应堆 (FDS I)系统设计方案 ,使用Njoy和Transx程序 ,制作了 2 5群、1 75群、62 0群忽略和考虑共振自屏效应的中子截面核数据库 ,用Anisn程序计算了系统的有效增殖系数和各种反应率。结果表明 ,共振自屏效应对FDS I系统的各种反应率有很大的影响。

启明星1#次临界装置热中子能谱区裂变率分布测量

启明星1#是我国专门为开展加速器驱动次临界系统研究而建立的国际上第1个具有快-热耦合结构的次临界反应堆实验装置。采用MCNP程序对堆芯裂变率分布进行指导性计算,并参考计算结果布置探测片,用固体核径迹探测器测量了堆芯热区裂变率分布。测量结果显示:堆芯有反射层一端的裂变率比无反射层一端的高;轴向加装反射层末端的裂变率明显增大。测量结果对确定热区的裂变功率提供了数据。

瑞典启动加速器驱动次临界研究堆建设

【比利时核能研究中心2024年6月27日报道】2024年6月25日,比利时核能研究中心(SCK-CEN)举行MYRRHA研究堆项目一期工程奠基仪式。MYRRHA将成为全球首座由300米长加速器驱动的次临界研究堆。该设施将分三期建设:一期将建成100 MeV粒子加速器和两个靶装置,二期将把粒子加速器升级至600 MeV,三期将建成以铅铋共晶合金为冷却剂、热功率10万千瓦的研究堆。

我国掌握“次临界刻棒技术”

近日,中国核工业集团有限公司海南核电与中国核动力研究设计院(以下简称核动力院)联合研发的“次临界刻棒技术”国内首次工程应用圆满完成。这标志着我国成功掌握“次临界刻棒技术”,并成功实现工程应用。其规避了机组大修启动物理试验的非计划停堆风险,同时节约了大修关键路径时间,具有广阔的推广前景。如果把反应堆看作一台高速行驶的列车,那控制棒就是控制列车行进速度的刹车,每次停堆换料启动前,开展控制棒控制能力的验证,精确的校准“刹车”能力,是保证反应堆安全运行的基础。传统的控制棒价值测量方法,需要在反应堆临界后开展,即在已经行驶的列车上验证刹车功能,有意外“停车”的风险,而次临界刻棒,则通过对反应堆内空间效应的模拟在“停车”状态下验证控制棒的功能,具有安全高效的特点。

ADS次临界反应堆的点堆中子动力学方程

加速器驱动的次临界系统(ADS)中的次临界反应堆与临界反应堆相比,中子注量率的空间分布具有严重的不均匀性,同时中子平均能量较高且中子能量变化复杂,中子价值变化大,因而传统的点堆动力学方程不能较为真实地模拟ADS次临界反应堆。本文从含多群中子多组缓发中子先驱核的动力学方程出发,给出其共轭方程。然后利用稳态扩散方程及其共轭方程的共轭关系,推导得出含有归一化功率的动力学方程表达式。进而定义多个特征算子,导出了含有源中子价值的点堆中子动力学方程,并对几种简单情况进行了初步验证,为进一步分析ADS次临界反应堆的动态过程奠定了基础。

次临界堆芯参数变化对K_(eff)值的影响

作为下一代能源的优先选择者,加速器驱动次临界系统ADS能够有效的利用铀和钍资源,并能够转化具有长期放射性的核废料,提高了核安全.文章主要是对快热耦合ADS次临界堆芯进行了描述,利用蒙特卡罗代码MCNP模拟计算一系列不同堆芯参数下的Keff值.MCNP程序中最重要的就是输入文件,输入文件各个参数设置的不同都可能对Keff值计算结果产生极大影响.在解决输入文件问题的过程中,根据实际经验对计算条件进行多组假设,并对不同参数条件下产生的结论进行比较,最终得到Keff值的最佳结果.

启明星1#次临界装置的裂变率分布

启明星1#次临界装置是我国为开展加速器驱动的次临界系统(ADS)研究而建立的国际上第1个具有快-热耦合结构的次临界反应堆实验装置。启明星1#次临界装置在确定的装载下、由不同能量的外中子源作用时,利用MCNP程序分别对装置快中子能谱区、热中子能谱区燃料元件的径向及轴向裂变率分布进行模拟计算,所使用外中子源的中子能量分别为2.5、5、14MeV。计算结果表明:在外中子源源强相同的情况下,源中子能量越高,裂变率越大;在源中子能量相同的情况下,次临界反应堆的轴向裂变率分布为中间高、两端低,径向裂变率分布在快中子能谱区先减小后增大,而热中子能谱区则是先增大后减小,然后,随着接近反射层又逐渐增大。该裂变率分布计算结果为后续实验测量和探测器布置提供了参考。

ADS启明星1号次临界度测量研究

次临界反应堆的反应性测量问题,一直是实验反应堆物理中的一个难题,且近年来越来越迫切。文章针对ADS次临界系统的特征,提出了用脉冲源法结合源倍增法测量系统次临界度的新思路,并在ADS启明星1号次临界实验装置上进行了测量实验。根据几组不同次临界度的测量结果来看,与理论计算结果偏差一般在600 pcm左右,确认了该方法的有效性。

ADS次临界反应堆的中子共轭方程

与临界反应堆相比,ADS次临界反应堆的外源中子和裂变中子的空间分布具有严重的不均匀性,对应的中子价值也不同。本工作对次临界反应堆的稳态输运方程作分群扩散近似,得到了多群方程,进一步推导出按堆芯功率归一化的中子共轭方程表达式和与功率相关的中子价值函数表达式,给出了次临界反应堆中子价值的物理意义。由稳态中子共轭方程组出发,给出了两种带外加中子源的次临界反应堆增殖因数的表达式。

聚变驱动次临界堆概念设计研究

在深入分析相关领域研究发展状况的基础上,提出一个可实现核废料嬗变、可裂变重金属核燃料和氚核燃料增殖、产能等多种功能的次临界反应堆概念。概念有托卡马克实验装置参数适量外推的等离子体物理和技术水平的聚变堆芯、高压He气/液态LiPb双冷却系统嬗变包层。介绍了系统基本概况和参考结构形式,阐述了系统聚变等离子体物理学、包层中子物理学和包层热工水力学设计的基本原则和主要工程约束限制条件,指出系统相关的安全和潜在环境影响问题,给出典型的参考设计参数。

聚变驱动次临界堆双冷嬗变包层热工水力学参数设计与分析

聚变驱动次临界堆双冷嬗变包层是一个以氦气和液态金属LiPb为冷却剂,以嬗变核废料为主要目的的多功能包层。依据功率平衡模型对不同工况优化的基础上,对该包层热工系统参数进行了设计分析。采用三维商用计算流体力学程序对第一壁和高功率密度区中液态LiPb的流场进行数值模拟计算,给出了优化的典型热工水力参数。

ADS次临界实验装置——启明星1#

文章介绍加速器驱动次临界系统(ADS)中次临界实验装置———启明星1#的设计目的、要求、结构和可开展的工作。启明星1#是由快中子能谱区和热中子能谱区耦合组成的堆芯和由高压倍加器氘-氚反应中子源来驱动的次临界系统。快中子能谱区处在堆芯内部,该区提供快中子谱,还可放大外中子源,以驱动热区;热中子能谱区处在堆芯外部,主要用来能量放大,以维持装置的链式裂变反应。

聚变驱动次临界堆双冷嬗变包层中子学设计与分析

对聚变驱动次临界堆的多功能双冷核废料嬗变包层进行了中子学设计和分析,设计目标是:①氚和钚燃料自持;②较少的初装料得到较高的废料嬗变率。使用的程序是自主开发的多功能中子输运/燃耗/优化程序VisuaIBUs1.0,相应的数据库是175群中子/42群光子的多群数据库HENDL1.0/MG。

SMBR在次临界通量下的运行特性

利用"通量阶式递增法"测定了两种膜组件的临界通量,在此基础上考察了次临界通量下的运行特性。试验发现,次临界通量操作下的膜污染过程具有明显的两阶段特征,与第一阶段跨膜压差(TMP)平缓直线上升相对应的膜污染机制主要是膜孔堵塞和凝胶层污染,与第二阶段TMP剧烈直线上升相对应的膜污染机制则是颗粒沉积层污染;先清水冲洗再化学清洗的方式能有效恢复膜的过滤能力,其中清水冲洗能有效去除颗粒沉积层污染,而化学清洗则能有效去除膜孔堵塞和凝胶层污染。

加速器驱动次临界堆堆芯物理概念研究

分析了加速器驱动次临界堆堆芯的裂变核素增殖和平衡条件、主要长寿命放射性废物的积累、裂变产物毒性的影响及次临界堆的运行周期、输出功率和能量增益等主要性质，并对次临界热堆和次临界快堆的物理性质进行了比较。在简单的球形几何条件下，分析了铀－铅和钍－重水组成的快－热耦合的次临界系统的物理性质。