空间反应堆布雷顿循环热力学优化分析

闭式布雷顿循环具有高效率与高能量密度,适用于空间核反应堆的能量转换系统。出于经济性的考虑,地面大型高温气冷堆的布雷顿循环能量转换系统均采用效率最高的运行模式;而在空间反应堆能源中,系统受到体积、质量与特殊运行环境的限制,故提出另一种优化模式——循环比功最高优化。本文就空间反应堆闭式布雷顿循环进行优化分析,利用Fortran语言对两种优化模式进行热力学分析对比,为空间反应堆的设计计算提供参考和基础。结果表明:新提出的循环比功优化在降低空间布雷顿循环方面较有优势,但会造成叶轮机械设计难度的增加。最终设计方案的选取可根据工程要求在两种优化模式中进行折中选择。

巴基斯坦微型堆启动与参数测定

文章叙述了本院为巴基斯坦核科学技术研究所建造的微型堆(PARR-Ⅱ)的启动、调试与参数测量工作的主要结果。该堆于1989年11月2日达到临界,初始冷态的后备反应性为4mk,一周后提升功率,内辐照座中子通量密度达到额定值1×10^(12)n/cm^2·s,在1.1×10^(12)n/cm^2·s通量密度水平最大可连续运行时间为6.75h。通过释放4mk反应性实验,在内辐照座测量得到中子通量密度达最大值时为额定通量密度的2.9倍。测试结果表明,该堆具有良好的固有安全性,各项技术指标均达到了预期值,并于1989年11月下旬正式投入营运。

医院中子照射器热中子束能谱特性研究

医院中子照射器是我国建造的第1座用于医疗目的的微型反应堆,已于2009年12月7日首次达临界,2010年1月22日达到满功率运行。在治疗前,需测量出口处的中子通量密度及能谱等参数,为后续实验提供依据。本文用MCNP建立医院中子照射器模型,得到能谱计算值。选用金箔活化法测量绝对中子通量密度,多箔活化法测量中子能谱,用SAND-Ⅱ程序解谱,并将实验结果与计算结果进行了比较。

中毒法测量微堆堆芯热中子绝对通量密度

微型中子源反应堆的反应性和中于通量密度有一定的关系。文章提出用氙中毒法测量微堆堆芯热中子绝对通量密度。对原理和测量条件进行了讨论。该方法新颖，比活化法简单，不需要外加设备，满足工程对精度的要求。

经合组织核能署(OECD-NEA):小型堆可帮助矿企脱碳

2024年9月18日,经合组织核能署(OECD-NEA)发布报告称,全球采矿业对减排的兴趣与日俱增,这为小型堆(SMR)的部署提供了机遇。报告强调,采矿业需要大量的电力和热能,先进堆能够满足其需求。部分采矿业高管表示,成本、许可证申请和公众态度的不确定性是核能在采矿业应用的阻碍因素。

原型微堆辐照座物理特性参数模拟测定

文章给出了原型微堆辐照座内的某些物理特性参数：相对中子通量密度分布、绝对中子通量密度，能谱参数（镉比、超热指标和中子温度），某些样品在辐照座内对反应性的影响以及各辐照座之间的相互关系。实验研究在原型微堆的零功率实验装置上完成。

低浓化微堆拓展应用可行性研究

对现有微型中子源反应堆(微堆)采用低浓铀燃料并对引出热中子束装置进行了物理可行性研究,给出堆芯核特性参数,并对不同中子束装置的结构方案进行了分析,为微堆燃料元件低浓化并拓宽应用提供了有益的结果。

微型反应堆设计、运行经验总结

微型反应堆从原型微堆到商用微堆走过了十多年的历程。在设计、运行方面积累了丰富的经验，集中到一点就是如何处理好经济性与安全性这一对矛盾，即既要使建在人口稠密地区的微堆，确保其安全，不会发生任何的核事故，又要在有限大小的铍环反射层内，选择合适的氢原子和铀２３５原子比例的栅元，使设置在铍环反射层中的辐照孔道内，由较低的堆功率获得较高的中子通量密度，尽可能获得长的运行时间和炉寿期。一般反应堆炉寿期较短，经过１－２年就换料。然而微堆的炉寿期有２０－３０年。制约微堆炉寿期的主要因素不是后备反应性，而是核燃料元件包壳的腐蚀速率，如何监测微堆微量的核泄漏。

小型反应堆发展现状及推广分析

小型反应堆因模块化建造、建造周期短、安全性能高、对电网要求不高、选址成本低、适应性强、多用途等优点,未来具有较为广阔的发展空间。按照技术路线的不同,小型反应堆大体可分为轻水反应堆、气冷反应堆、液态金属冷却反应堆、熔盐反应堆。目前全球有超过45个小堆的设计开发应用,美、俄、中、韩等国走在了小堆研发及商业化推广的前列。小型反应堆前期资金投入少,后续扩容可以通过"以堆养堆"的模式逐步投入建设资金,财务风险大幅降低。相比于大型反应堆,小型反应堆的系统设备大幅简化,运行维护成本较低。通过联合生产模式,小型反应堆还能提供各种非电力产品,最大限度地利用闲置的电力和热能。目前的小堆核电都处于初始阶段,其发展还受到现行法规标准、乏燃料管理、单位功率造价成本以及公众可接受性等因素的制约。应加快制定具有针对性的规范标准,研究出台相关税费优惠及补贴措施,同时加强核相关信息的宣传,消除公众的核恐惧心理。

深圳大学微堆的新进展

介绍深圳大学核技术所为解决微堆在运行中遇到的卡棒事故、反应堆容器腐蚀、水质管理等问题所采取的有效措施 ,并对深圳大学微堆环境进行长期监测。同时根据一个研究堆的事故教训进行深入研究 ,在微堆加设置安全监督计算机系统 ,核燃料元件包壳若发生破损 ,则该此系统会自动报警 ,故可严格控制核对周围环境的影响。在抓堆的安全的同时 ,积极开拓应用 :由于采取特殊措施 ,反应堆在额定工况下 ,连续运行时间从约 9h提高到约 4 0h ,提高了微堆运行性能 ,制备放射性同位素成为现实。建立了超热中子活化分析、循环活化分析 ,拓展核技术在医学上的应用 ,并取得了一些成果。

微型反应堆卸料装置设计及可靠性分析

微型反应堆(简称"微堆")低浓化及退役都包含乏燃料卸出的操作,而保证乏燃料安全卸出的关键设备之一就是卸料装置。现有的卸料装置在操作过程中会破坏微堆堆筒体密封性,并且无法恢复,但微堆低浓化后还需利用原有堆筒体进行装料运行,所以本文在此需求的基础上设计了一套新型的卸料装置,可在不分离筒节、不破坏筒体完整性及密封性的前提下完成卸料操作。新设计的卸料装置包含卸料操作工具和辅助机械装置两部分。卸料操作工具通过小盖开口即可实现燃料组件的抓取,实施吊装。卸出的微堆乏燃料具有很高的放射性,卸料操作工具配合辅助机械装置,可实现远距离起升平移的操作,这种设计便于屏蔽,同时可有效降低工作人员所受辐射剂量。对该卸料装置进行计算和可靠性分析,结果表明其强度远大于实际使用载荷,安全可靠,能较好地满足微堆使用需求。新型微堆卸料装置具有经济性好、易制备、易操作的特点,下一步将在国内外微堆低浓化卸料或退役中推广应用。

巴基斯坦微堆内辐照座通量密度与堆功率的测定

文章叙述了用4πβγ符合方法,通过测量金箔在堆内照射生成的活性,得到巴基斯坦微型反应堆辐照座内的热中子通量密度。并用积分方法求得裂变率,计算出单位功率的热中子通量密度,建立标准点,最后得到巴基斯坦微堆的功率。

Rossi－α方法在微型堆上的应用

利用Ｒｏｓｓｉ－α方法测量不同装载下的瞬发中子衰减常数α，求得装载量与α的数学表达式。利用该数学式和临界时的瞬发中子衰减常数求得的临界质量；与外推方法得到的临界质量相符。该方法适用于临界安全分析和对临界实验结果的校核。

微型反应堆裂变率分布实验研究

利用固体径迹探测器测量处于微型反应堆不同位置的燃料元件内单位体积的裂变率，得到了堆的裂变率分布和总裂变率，并与其它参数相结合，求得了反应堆功率。同时，测量了对应功率下反应堆内辐照座的热中子通量密度，得到单位功率的热中子通量密度，即额定中子通量密度下的运行功率。文章给出的测量方法，避免了金箔法测量反应堆功率所引入的近似假设。

微型中子源反应堆的运行性能

文章概要总结了我国自行设计、建造的原型中子源反应堆及相继建成并投入运行的７座商用堆的主要性能和运行特点。

微型中子源核反应堆的固有安全性

微型中子源核反应堆（ＭｉｎｉａｔｕｒｅＮｅｕｔｒｏｎＳｏｕｒｃｅＲｅａｃｔｏｒ）简称微堆（ＭＮＳＲ）可建在人口稠密的城市中，为科研、医院、培训中心等单位提供一个中子源。微堆的安全性受到国家核安全局、国家环保局和微堆周围居民的关注。本文从堆物理、热工水力、结构设计上分析它的安全性，并且通过实验、长期运行的测量加以证明。

微型中子源堆低浓化堆芯的探讨

通过对２３５Ｕ富集度为１９．９％的ＵＯ２和Ｕ３Ｓｉ２－Ａｌ的弥散体２种燃料进行物理计算，从中筛选出了优化的堆芯方案，并对其静态物理参数，诸如有效倍增因子、绝对中子通量密度、上铍反射层反应性价值、反应性温度系数、控制棒价值等进行了计算。

开发微堆潜力的设想

微堆存在二个潜在资源 ,即附加补偿棒和池水。在确保安全的前提下 ,可将它们挖掘并加以利用。设置附加补偿棒 ,把闲置的顶铍反射层的后备反应性加以利用并逐步释放。微堆为“罐 池”结构 ,运行时堆水与池水存在较大温差 ,2 7t池水可作为一大的冷源 ,通过池水中的螺旋冷却器冷却 1 4t堆水 ,可获得较多的温度效应。采取了这两项措施之后 ,可大大延长微堆的可连续运行时间 ,改善它的运行性能 ,拓宽了微堆的应用 。

加速器驱动的洁净核能系统国际研究进展

简述了加速器驱动的洁净核能系统的概念，评论了国际上几个重要研究计划的状况和进展。

微堆运行性能的提高

介绍了深圳大学微堆几年来在安全运行的基础上为提高微堆的运行性能所进行的技术改进。目前 ,微堆在额定功率下的最大可运行时间从约 8h提高到约 4 0h ,运行性能大为提高 。