MA以IMF燃料靶组件形式在大型钠冷快堆中的非均匀嬗变研究

针对次量锕系核素(MA)的嬗变问题,以中国示范快堆(CDFR)为基本堆芯,研究了MA以靶组件形式在大型钠冷快堆中非均匀嬗变的问题。为增加嬗变的效果,靶组件的燃料选择了不含铀的惰性基体燃料(IMF)。结果表明:少量IMF燃料靶组件的插入对堆芯会产生一定的影响,主要是钠空泡反应性正反馈增强较明显,同时与MA均匀嬗变不同的是堆芯功率峰因子有所增加,其他参数影响相对较小;IMF燃料靶组件中MA的嬗变效果较好,尤其是MA焚毁效率比燃料均匀添加MA时增加了约1/3,IMF燃料中由MA转变的238Pu的次级裂变对MA的焚毁贡献显著增加。在大型钠冷快堆中使用含MA靶组件进行非均匀嬗变时,需要合理选择靶组件的数量和布置位置,以便实现在MA高效嬗变的同时对堆芯性能不会产生非常显著的影响。

次锕系核素对惰性基质燃料中子学参数的影响研究

惰性基质燃料(Inert Matrix Fuel)具有较好的超铀核素销毁能力,是现在广泛研究的新型核燃料之一.为了加速乏燃料中的Pu同位素和次锕系核素MA的销毁及嬗变,本文选取普通PWR栅格作为研究对象,用MC方法比较研究MA加入IMF燃料后对其中子学参数的影响.研究表明,MA的加入会引起堆芯反应性的下降,并在一定程度上使得IMF燃料温度系数和慢化剂温度系数更负.

弥散核燃料燃烧演化过程中的关键力学问题

为了实现核能的可持续发展,需要研发第四代先进核能系统,其同时具有高安全性、高经济性、核废料最小化和防核扩散的特点.加速器驱动的次临界系统(Accelerator-Driven Subcritical System,简称ADS)是具有上述特点的一种先进核能系统,弥散核燃料在其中具有良好的应用前景.弥散核燃料是一种非均质核燃料,在结构上类似于颗粒复合材料,也称为惰性基体燃料.本文主要针对ADS用弥散核燃料,给出其在反应堆高温、高压和辐照环境中的关键力学问题,阐述其所具有的多尺度和多场耦合特征,介绍其在理论建模和数值求解等方面的相关研究进展,并提出研究展望.

压水堆环境下惰性基质燃料物理参数研究

为研究惰性基质燃料(IMF)在压水堆(PWR)中应用的可行性,计算比较了PuO2+ZrO2+MgO和PuO2+ThO2 2种典型IMF的栅格无限增殖系数kinf、燃料温度系数Dc和慢化剂温度系数MTC随燃料中PuO2体积分数的变化规律,得到满足Dc、MTC为负的要求下IMF成分的初步可行区间。