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氟盐冷却球床高温堆次锕系核素的嬗变研究

贾国斌 戴叶 陈金根 邹杨 蔡翔舟

贾国斌, 戴叶, 陈金根, 邹杨, 蔡翔舟. 氟盐冷却球床高温堆次锕系核素的嬗变研究[J]. 原子核物理评论, 2022, 39(4): 539-545. doi: 10.11804/NuclPhysRev.39.2022018
引用本文: 贾国斌, 戴叶, 陈金根, 邹杨, 蔡翔舟. 氟盐冷却球床高温堆次锕系核素的嬗变研究[J]. 原子核物理评论, 2022, 39(4): 539-545. doi: 10.11804/NuclPhysRev.39.2022018
Guobin JIA, Ye DAI, Jingen CHEN, Yang ZOU, Xiangzhou CAI. Study on Transmutation of Minor Actinides in Fluoride Cooled Pebble Bed High Temperature Reactor[J]. Nuclear Physics Review, 2022, 39(4): 539-545. doi: 10.11804/NuclPhysRev.39.2022018
Citation: Guobin JIA, Ye DAI, Jingen CHEN, Yang ZOU, Xiangzhou CAI. Study on Transmutation of Minor Actinides in Fluoride Cooled Pebble Bed High Temperature Reactor[J]. Nuclear Physics Review, 2022, 39(4): 539-545. doi: 10.11804/NuclPhysRev.39.2022018

氟盐冷却球床高温堆次锕系核素的嬗变研究

doi: 10.11804/NuclPhysRev.39.2022018
基金项目: 国家重点研发计划项目(2020YFB1902000);中国科学院TMSR先导专项资助项目(XDA02010000);中国科学院前沿科学重点研究项目资助(QYZDY-SSW-JSC016)
详细信息
    作者简介:

    贾国斌(1986−),男,甘肃秦安人,工程师,博士,从事核能科学与利用研究; E-mail: jiaguobin@sinap.ac.cn

  • 中图分类号: TL426

Study on Transmutation of Minor Actinides in Fluoride Cooled Pebble Bed High Temperature Reactor

Funds: National Key Research and Development Program of China(2020YFB1902000); Pilot Project of Chinese Academy of Sciences(XDA02010000);Key Research Projects of Frontier Science of Chinese Academy of Sciences(QYZDY-SSW-JSC016)
  • 摘要: 针对氟盐冷却球床高温堆(FHR)深燃耗的特征,研究了FHR嬗变次锕系核素(MA)的可行性。研究结果表明:(1) 优化后燃料球的参数为U-235富集度19.75%,UO2与MAO2质量比为18:1;(2) 燃料球在堆芯内的流速为4.59 cm/d、最深燃耗150 GWd/tHM;(3) 次锕系核素的总嬗变率为26.16%。其中,Np-237、Am-241、Am-243通过中子的俘获吸收到重核素、$\beta $衰变到裂变核素两条途径可有效嬗变,Cm-243、Cm-244、Cm-245由于轻核素的俘获吸收以及$\beta $衰变的积累效应,不能有效嬗变。
  • 图  1  PBMSR计算模型(在线彩图)

    (a) 轴向堆芯模型;(b) 径向堆芯模型;(c) 燃料球模型。

    图  2  氟盐冷却球床高温堆燃料管理模型(在线彩图)

    图  3  燃料球组件计算模型(a)与kinf计算结果(b) (在线彩图)

    图  4  燃料球组件kinf与MAO2中产生的Pu同位素随燃耗的演化(在线彩图)

    图  5  堆芯中不同循环次数的燃料球以及堆芯keff随燃耗的演化(在线彩图)

    (a) 燃料球在堆芯中循环次数与燃耗的演化;(b) 堆芯keff、移出堆芯燃料球燃耗、堆芯平均燃耗随时间的演化。

    图  6  MAO2(a)与UO2(b)中MA核素的演化(在线彩图)

    图  7  MA核素燃耗链(在线彩图)

    表  1  堆芯参数

    参数
    热功率/MW1 000
    活性区内径/cm506
    活性区高度/cm506
    燃料球填充因子/%60.46
    侧反射层厚度/cm50
    熔盐LiF/BeF2摩尔比2:1
    熔盐密度/(g·cm−3)2.28~4.88×10−4 T( ºC)
    燃料球直径/cm6
    Triso填充率/%10
    UO2、MAO2密度/(g·cm−3)10.5
    疏松热解炭层密度/(g·cm−3)1.05
    内置密热解炭层密度/(g·cm−3)1.9
    碳化硅密度/(g·cm−3)3.8
    外致密热解炭层密度/(g·cm−3)1.9
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    表  2  MA的质量统计

    核素初始
    MAO2
    MA质量/kg
    寿期末
    MAO2
    MA质量/kg
    寿期末
    UO2中产生
    MA质量/kg
    总嬗变
    质量/kg
    嬗变率
    /%
    Np237 155.140 00 123.450 0 1.352 00 30.330 0 19.55
    Am241 72.880 00 29.220 0 0.032 26 43.620 0 59.85
    Am243 33.130 00 25.140 0 0.015 22 7.974 0 24.00
    Cm243 0.082 81 0.412 1 2.716×10−5 −0.329 3
    Cm244 14.110 00 22.240 0 1.101×10−3 −8.130 5
    Cm245 0.717 70 1.982 0 1.895×10−5 −1.264 0
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    MA Yuwen, CHEN Jingen, YU Chenggang, et al. Nuclear Techniques, 2020, 43(09): 68. (in Chinese) doi:  10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.090602
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    LI Dongguo, ZHOU Xuemei, LIU Guimin. Nuclear Techniques, 2020, 43(08): 17. (in Chinese) doi:  10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.080003
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    ZHOU Xuemei, LI Dongguo, HE Liaoyuan, et al. Nuclear Techniques, 2020, 43(04): 5. (in Chinese) doi:  10.11889/j.0253-3219.2020.hjs.43.040001
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    JIA Guobin, DAI Ye, WU Jianhui, et, al. Atomic energy science technology, 2021, 55(2): 286. (in Chinese) doi:  10.7538/yzk.2020.youxian.0135
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    JIA Guobin. Reasearch on In-core fuel Management and Optimization of Molten Salt Reactor Based on Dragon and Donjon[D]. Shanghai: University of Chinese Academy of Sciences(Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences), 2020: 48. (in Chinese)
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-02-18
  • 修回日期:  2022-05-22
  • 刊出日期:  2022-12-20

氟盐冷却球床高温堆次锕系核素的嬗变研究

doi: 10.11804/NuclPhysRev.39.2022018
    基金项目:  国家重点研发计划项目(2020YFB1902000);中国科学院TMSR先导专项资助项目(XDA02010000);中国科学院前沿科学重点研究项目资助(QYZDY-SSW-JSC016)
    作者简介:

    贾国斌(1986−),男,甘肃秦安人,工程师,博士,从事核能科学与利用研究; E-mail: jiaguobin@sinap.ac.cn

  • 中图分类号: TL426

摘要: 针对氟盐冷却球床高温堆(FHR)深燃耗的特征,研究了FHR嬗变次锕系核素(MA)的可行性。研究结果表明:(1) 优化后燃料球的参数为U-235富集度19.75%,UO2与MAO2质量比为18:1;(2) 燃料球在堆芯内的流速为4.59 cm/d、最深燃耗150 GWd/tHM;(3) 次锕系核素的总嬗变率为26.16%。其中,Np-237、Am-241、Am-243通过中子的俘获吸收到重核素、$\beta $衰变到裂变核素两条途径可有效嬗变,Cm-243、Cm-244、Cm-245由于轻核素的俘获吸收以及$\beta $衰变的积累效应,不能有效嬗变。

English Abstract

贾国斌, 戴叶, 陈金根, 邹杨, 蔡翔舟. 氟盐冷却球床高温堆次锕系核素的嬗变研究[J]. 原子核物理评论, 2022, 39(4): 539-545. doi: 10.11804/NuclPhysRev.39.2022018
引用本文: 贾国斌, 戴叶, 陈金根, 邹杨, 蔡翔舟. 氟盐冷却球床高温堆次锕系核素的嬗变研究[J]. 原子核物理评论, 2022, 39(4): 539-545. doi: 10.11804/NuclPhysRev.39.2022018
Guobin JIA, Ye DAI, Jingen CHEN, Yang ZOU, Xiangzhou CAI. Study on Transmutation of Minor Actinides in Fluoride Cooled Pebble Bed High Temperature Reactor[J]. Nuclear Physics Review, 2022, 39(4): 539-545. doi: 10.11804/NuclPhysRev.39.2022018
Citation: Guobin JIA, Ye DAI, Jingen CHEN, Yang ZOU, Xiangzhou CAI. Study on Transmutation of Minor Actinides in Fluoride Cooled Pebble Bed High Temperature Reactor[J]. Nuclear Physics Review, 2022, 39(4): 539-545. doi: 10.11804/NuclPhysRev.39.2022018
    • 当前轻水堆的主要燃料循环方式为一次通过式,电功率1 GW的核电厂一年大约产生25 t乏燃料。随着中国核电的发展,待处理的乏燃料总量会逐渐增加,如何妥善处理这些乏燃料,特别是乏燃料中具有长半衰期的高放射性废物,关系到中国核能能否继续发展[1]。乏燃料中具有长半衰期的高放射性的废物包括U、Pu等同位素,以及Np-237、Am-241、Am-243、Cm-244、Cm-245 等称为次锕系核素,其中次锕系核素(Minor Actinides,MA)占乏燃料0.1%左右。当前商业运行的轻水堆中,乏燃料中的U、Pu等同位素可通过分离嬗变[2]进行提取,做成混合氧化物(Mixed Oxide, MOX)燃料重新装堆辐照,但是MA目前还没有较成熟的大规模回收再利用经验。由于这些核素具有长半衰期,需要大约十万年放射性活度才能降到天然铀的放射性活度水平,不能直接进行地质处置,因此有必要研究MA在不同反应堆嬗变的可行性。

      国内目前在不同类型反应堆上嬗变MA开展了一些研究。其中,在轻水堆上嬗变MA的性能不是很理想,文献[3-4]在组件添加1%的MA,计算结果显示,不仅会减小剩余反应性,而且还会对反应堆的控制带来困难,并且嬗变率较低。在快能谱下,由于MA的裂变/俘获比值比热堆大,中子通量密度更高,使得MA核素在快堆中更容易发生裂变。因此相比热堆,利用快堆嬗变MA的性能更好。如气冷快堆[5] 在1 300 d内能嬗变MA 50到300 kg;文献[6]针对小型模块化增殖焚烧快堆,分别使用U-233与U-235两种燃料对MA嬗变进行了分析,计算结果显示,两种燃料都能有效嬗变MA,但使用U-233的安全性更好。文献[7]对加速器驱动次临界反应堆嬗变MA做了初步研究,计算发现,在100 MW功率的条件下,将MA包裹到堆芯外围的包覆层,每年大约消耗10~20 kg。熔盐堆嬗变超铀核素[8-9]的研究目前也多集中在快能谱反应堆,如俄罗斯Kurchatov研究所设计的熔盐嬗变堆(MOlten Salt Actinide Recycler and Transmuter, MOSART),其以嬗变超铀核素为目的[10]。此外,文献[11]针对MOSART开展超铀核素的嬗变进行研究。文献[12]针对熔盐快堆(Molten Salt Fast Reactor, MSFR)开展嬗变MA进行了研究,结果表明,较大的MA装量不仅可以增加嬗变率,也能降低裂变核素的消耗量。文献[13]利用单流双区熔盐堆(Single-fluid Double-zone Thorium-based Molten Salt Reactor, SD-TMSR)相同燃料盐、堆芯中存在两种不同慢化比区域的特征,对MA中主要核素Np-237与Am-241进行嬗变分析,结果显示,在1 500 d的辐照时间后,Am-241与Np-237的嬗变率分别达到98.5%与93.2%。

      氟盐冷却球床高温堆是熔盐堆的一种堆型,其使用燃料球中的三元结构各向同性燃料TRISO(TRistructural-ISOtropic)作为核燃料,燃料球中的石墨基底作为慢化剂,氟盐作为冷却剂。与轻水堆相比,氟盐冷却球床高温堆启堆时,通过在线更换燃料球,可减少裂变核素装载量,降低初始剩余反应性;运行过程中,通过增加或降低新燃料球投入的速率控制反应性波动,使得全堆芯的燃料球燃耗深度分布均匀,也不需专门停堆更换燃料组件;达到平衡态后,剩余反应性、缓发中子份额等基本不发生变化,从而对反应性的要求也会降低。尽管有以上优点,但是目前国内与国外还没有针对氟盐冷却球床高温堆嬗变MA的研究,本文拟利用FHR在线更换燃料球达到深燃耗的特征,研究其嬗变MA的可行性。

    • 堆芯与燃料球的关键参数参考文献[14]设计的一体化熔盐堆,堆芯模型如图1(a)、(b)所示。图中,黄色为石墨反射层,燃料球床高度为506 cm,底部冷却剂熔盐FLiBe的高度为100 cm。燃料球在堆芯中采用随机堆积形式,堆积因子为60.46%,剩余的空间为FliBe熔盐。燃料球具有双重非均匀性,几何结构如图1(c)所示。其在堆芯中采用随机堆积形式,堆积因子为60.46%,剩余的空间为FLiBe熔盐。内部燃料颗粒不仅包含UO2,也包含MAO2。其中,Np-237,Am-241,Am-243,Cm-243,Cm-244,Cm-245重金属质量份额占MA重金属质量的份额分别为56.2%,26.4%,12%,0.03%,5.11%,0.26%,其形式为MAO2。用于驱动嬗变的燃料为富集铀UO2,其中MAO2与UO2两种燃料在同一个kernel内。堆芯与燃料球的参数见表1

      图  1  PBMSR计算模型(在线彩图)

      表 1  堆芯参数

      参数
      热功率/MW1 000
      活性区内径/cm506
      活性区高度/cm506
      燃料球填充因子/%60.46
      侧反射层厚度/cm50
      熔盐LiF/BeF2摩尔比2:1
      熔盐密度/(g·cm−3)2.28~4.88×10−4 T( ºC)
      燃料球直径/cm6
      Triso填充率/%10
      UO2、MAO2密度/(g·cm−3)10.5
      疏松热解炭层密度/(g·cm−3)1.05
      内置密热解炭层密度/(g·cm−3)1.9
      碳化硅密度/(g·cm−3)3.8
      外致密热解炭层密度/(g·cm−3)1.9
    • 在石墨慢化球床堆中,中子自由程与组件燃料球的尺寸基本相当或更大,容易受到周围能谱的影响,确定论传统的计算流程为“两步法”,即首先组件均匀化,然后堆芯均匀后,其不会考虑组件之间的影响。此外,PB-FHR的冷却剂具有较大的中子吸收截面与散射截面,燃料球受到浮力作用聚集在活性区上方,因此堆芯活性区下部存在较多的冷却剂熔盐,其对堆芯的有效增殖因子以及轴向的功率分布有较大影响,因此也需要考虑进来。为了解决氟盐冷却球床高温堆的泄漏效应,以及堆芯活性区下部熔盐的均匀化问题,参考文献[15-16]使用“三步法”的均匀化计算流程。三步法均匀化计算流程为:(1) 使用中子输运方程对燃料球与外层熔盐进行均匀化,得到燃料球与外部熔盐整体的宏观群截面;(2) 使用中子输运方程对底部熔盐、活性区、外部反射层进行均匀化,给出底部熔盐、堆芯反射层的宏观群截面。在这一步中可以考虑不同组件之间的影响;(3) 将以上宏观截面放到全堆芯中,进行全堆三维扩散计算。氟盐冷却球床高温堆的燃料球运动方向与高温气冷堆也有不同,主要表现在燃料球随冷却剂从底部进入,受到浮力作用逐渐向上运动,顶部使用燃耗测量机构测量燃耗后,超过阈值的卸出堆芯。氟盐冷却球床高温堆燃料管理模型如图2所示。从图2可以看出,堆芯分为n个流道,每个流道沿堆芯轴向分为若干个网格,每个网格内又包含在堆芯中循环m-1次的燃料球。燃料球在堆芯中循环m次后,卸出堆芯。PBMSR程序[15-16]参考FHR的燃料管理流程进行计算,其相比蒙卡程序,可快速给出堆芯从初态,经过渡态,到平衡态的全寿期数值模拟结果。此外,由于ENDF/B-8.0[17]评价数据库增加了部分热中子散射截面数据,改进了MA核素评价截面数据,更新了H-1、O-16、Fe-56、U-235、U-238 与Pu-239核素的部分截面参数,因此,本文使用程序PBMSR与ENDF/B-8.0评价数据库,对FHR嬗变MA进行计算与分析。

      图  2  氟盐冷却球床高温堆燃料管理模型(在线彩图)

    • 氟盐冷却球床高温堆的组件为燃料球,外围包裹冷却剂熔盐,熔盐层的厚度根据燃料球在堆芯中的填充率计算。如当填充床为0.604 6时,燃料球直径为6 cm时,熔盐层的厚度为0.547 8 cm,计算模型如图3(a)所示。首先对组件进行优化分析,主要包括U-235的富集度以及MA与U的质量比。U-235的富集度受到核不扩散的限制,在20%以内,因此本文选择5%, 10%, 15%, 19.75%四个数值进行分析。不同MAO2与UO2质量比,也会对燃料球组件的有效增殖因子kinf带来影响。无限增殖因子kinf计算结果如图3(b)所示。图中,不同颜色的线表示不同的U-235富集度,横坐标表示UO2与MAO2的质量比。从图中可以看出:(1) U-235的富集度升高,初始增殖因子快速上升后逐渐趋缓;(2) 低富集度无法启动带有MA的燃料球,这主要是因为MA在初始时刻吸收截面较大造成。因此,必须使用高富集度的UO2作为驱动燃料;(3) UO2的质量为MAO2质量16倍以上,初始时刻无限增殖因子kinf才大于1。

      图  3  燃料球组件计算模型(a)与kinf计算结果(b) (在线彩图)

      为了提高MA的嬗变率,选择U-235富集度为19.75%,UO2与MAO2的质量比为18。在此条件下,组件kinf随燃耗的演化如图4(a)所示。从图中可以看出,燃耗小于30 GWd/tHM时,kinf快速下降,随后逐渐增加,然后又快速下降。这主要是因为MA中的Np-237通过级联俘获吸收,在30 GWd/tHM以内快速转化为裂变核素Pu-239,Pu-241,Pu的同位素随燃耗的演化如图4(b)所示。

      图  4  燃料球组件kinf与MAO2中产生的Pu同位素随燃耗的演化(在线彩图)

    • 根据文献[16]中的燃料管理计算模型,设置燃料球在堆芯中循环流动七次后,燃耗达到150 GWd/tHM时卸出堆芯。燃料球在堆芯中的平均速度为4.59 cm/d。使用程序PBMSR计算得到不同循环次数条件下燃料球的燃耗深度随时间的演化如图5(a)所示。从图中可以看出:(1) 在堆芯中循环一次,燃耗大约增加20 GWd/HM;(2) 在750天左右,堆芯中每次循环的燃料球燃耗逐渐趋向稳定,最深燃耗为堆芯中循环七次的燃料球,燃耗最终平衡到149.6 GWd/tHM,与设计基本相符。有效增殖因子与卸出堆芯燃料球的燃耗随时间的演化如图5(b)所示。从图中可以看出,有效增殖因子刚开始快速下降,后快速上升。这主要是因为MA中的Np-237转化为裂变核素Pu-239与Pu-241。随后有效增殖因子逐渐下降,这主要是因为当Pu同位素逐渐趋于稳定后,总吸收截面逐渐增加使得有效增殖因子keff缓慢下降;此外堆芯内的燃耗分布在大约750 d基本维持不变,堆芯的有效增殖因子keff也基本稳定在1.0,从而达到平衡态。

      图  5  堆芯中不同循环次数的燃料球以及堆芯keff随燃耗的演化(在线彩图)

      MAO2中的六种MA核素浓度随时间的演化如图6(a)所示,从图中可以看出,(1) Np-237与Am-241的下降较多,这主要是因为Np-237转化为Pu同位素,通过俘获吸收反应消耗掉;而Am-241在热能谱下的俘获截面与裂变截面都较大,也能进行有效嬗变;(2) Cm的三个同位素基本没有消耗,尤其是Cm-244在整个寿期内反而逐渐增加,这主要是因为Am-243通过俘获吸收,再经历$ \beta $衰变逐渐积累导致。另外,嬗变MA核素的同时,UO2也受到中子辐照,因此也会逐渐积累MA核素,其产生的六种主要MA核素浓度演化如图6(b)所示。从图中可以看出,六种主要的MA核素在整个寿期内缓慢积累。

      图  6  MAO2(a)与UO2(b)中MA核素的演化(在线彩图)

      六种MA核素的详细燃耗链如图7所示。图中,绿色的六个核素为初始装载的MA核素,蓝色为热中子能谱下的易裂变核素。从图中可以看出,(1) Np-237受到中子辐照后,转化为Np-238,然后通过$ \beta $衰变转变为Pu-238;(2) Pu-238通过中子俘获吸收转化为易裂变核素Pu-239发生裂变,此外还会通过两次中子俘获吸收转化为易裂变核素Pu-241发生裂变;(3) Am-241可通过中子俘获吸收,转化为易裂变核素Am-242,从而也能有效嬗变;(4) Am-243主要通过中子俘获吸收转化为易裂变核素Am-244进行嬗变;(5) 在热能谱下Cm-243、Cm-245是易裂变核素,因此两者核素的质量增加并不明显;(6) Cm-244中子俘获吸收截面较小(79.4 b),叠加Cm-243的中子俘获吸收与Am-244的β衰变,使得Cm-244的核素质量增加较为明显,如图6(a)所示。

      图  7  MA核素燃耗链(在线彩图)

      根据新加入堆芯的初始MA质量,减去寿期末MA的各核素质量,加上UO2辐照后产生的MA核素,得到总的嬗变质量,相关数据如表2所列。从表中可以看出,Np-237与Am的同位素在氟盐冷却球床高温堆中可以有效嬗变,但是Cm同位素不能有效嬗变。

      表 2  MA的质量统计

      核素初始
      MAO2
      MA质量/kg
      寿期末
      MAO2
      MA质量/kg
      寿期末
      UO2中产生
      MA质量/kg
      总嬗变
      质量/kg
      嬗变率
      /%
      Np237 155.140 00 123.450 0 1.352 00 30.330 0 19.55
      Am241 72.880 00 29.220 0 0.032 26 43.620 0 59.85
      Am243 33.130 00 25.140 0 0.015 22 7.974 0 24.00
      Cm243 0.082 81 0.412 1 2.716×10−5 −0.329 3
      Cm244 14.110 00 22.240 0 1.101×10−3 −8.130 5
      Cm245 0.717 70 1.982 0 1.895×10−5 −1.264 0

      定义MA的嬗变率c的计算公式:

      $$ c = \dfrac{{\displaystyle \sum {{m_{{\text{MA}},\,{T_i}}}} - \displaystyle \sum {{m_{{\text{MA}},\,{T_e}}}} + \displaystyle \sum {{m_{{\text{U}}{{\text{O}}_{\text{2}}},\,{T_e}}}} }}{{\displaystyle \sum {{m_{{\text{MA}},\,{T_i}}}} }} \text{,} $$ (1)

      式(1)中:$\displaystyle \sum {{m_{{\text{MA}},\,{T_i}}}}$表示初始时刻MA的总质量;$\displaystyle \sum {{m_{{\text{MA}},\,{T_e}}}}$表示寿期末MAO2中MA的总质量;$\displaystyle \sum {{m_{{\text{U}}{{\text{O}}_{\text{2}}},\,{T_e}}}}$表示寿期末UO2中产生的MA总质量。根据上式,计算得到MA的总嬗变率为26.16%。相比较文献[3],PWR嬗变MA,总嬗变率仅为1.72%。

    • 氟盐冷却球床高温堆可实现在线换料,从而在优化的燃料管理策略条件下,燃料球可达到较深燃耗。利用其在线换料的优势,使用氟盐冷却球床高温堆燃料管理程序PBMSR,对其嬗变MA进行可行性分析,结论如下:

      (1) 燃料球参数优化的结果为,U-235富集度为19.75%,UO2与MAO2质量比为18:1;

      (2) 优化后燃料管理策略为燃料球的流速为4.59 cm/d,在堆芯中循环七次卸出,燃料球燃耗为150 GWd/tHM;

      (3) Np-237,Am-241,Am-243三种核素通过俘获吸收、$\beta $衰变进行有效嬗变。其中Np-237的嬗变率为19.55%,Am-241的嬗变率为59.85%,Am-243的嬗变率为24%;由于Np-237,Am-241,Am-243的俘获吸收以及$\beta $衰变的积累效应,寿期末Cm-243、Cm-244、Cm-245质量分别增加0.329 3 kg、8.130 5 kg、1.264 kg;

      (4) 在750天的辐照过程中,FHR对MA的嬗变质量为72.2 kg,总质量的嬗变率为26.16%,相比PWR嬗变率1.72%,嬗变率高15倍。

      针对FHR嬗变MA向平衡态过渡的过程中,剩余反应性有较大增加的现象,下一步计划改进燃料管理策略,使得堆芯的剩余反应性增长较小。

参考文献 (17)

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