钍基氯盐快堆燃耗性能分析

TL99; 与氟盐堆相比,氯盐快堆具有超铀核素(Transuranics,TRU)溶解度更高、中子能谱更硬、熔点更低等方面的优势.基于熔盐嬗变堆(Molten Salt Actinide Recycler and Transmuter,MOSART)的堆芯结构,采用熔盐堆在线添料和后处理程序MSR-RS(Molten Salt Reactor Reprocessing Sequence)进行分析,针对氯盐快堆的熔盐组成、后处理方式等方面进行了优化,以利于提升其增殖及嬗变性能.首先分析了不同载体盐和启动燃料对燃耗性能的影响,提出了熔盐成分优化方案;然后引入离线批处理和在线连续处理两种后方式来提升...

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Published in核技术 Vol. 41; no. 7; pp. 67 - 74
Main Authors 彭一鹏, 余呈刚, 崔德阳, 夏少鹏, 朱帆, 蔡翔舟, 陈金根
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国科学院上海应用物理研究所嘉定园区 上海 201800 10.07.2018
中国科学院先进核能创新研究院 上海 201800
中国科学院大学 北京 100049%中国科学院上海应用物理研究所嘉定园区 上海 201800
Subjects
钍铀燃料循环
燃耗
氯盐快堆
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ISSN0253-3219
DOI10.11889/j.0253-3219.2018.hjs.41.070602

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Abstract TL99; 与氟盐堆相比,氯盐快堆具有超铀核素(Transuranics,TRU)溶解度更高、中子能谱更硬、熔点更低等方面的优势.基于熔盐嬗变堆(Molten Salt Actinide Recycler and Transmuter,MOSART)的堆芯结构,采用熔盐堆在线添料和后处理程序MSR-RS(Molten Salt Reactor Reprocessing Sequence)进行分析,针对氯盐快堆的熔盐组成、后处理方式等方面进行了优化,以利于提升其增殖及嬗变性能.首先分析了不同载体盐和启动燃料对燃耗性能的影响,提出了熔盐成分优化方案;然后引入离线批处理和在线连续处理两种后方式来提升燃耗性能.结果表明:在氯盐快堆中,高重金属溶解度的NaCl更适合作为载体盐;TRU中的次锕系核素(Minor Actinides,MA)有助于提升增殖性能;采用离线批处理能够达到较好的燃耗性能,降低对后处理系统的要求.优化后的堆芯燃耗时间延长到31 a,相应的燃耗深度提高至210 GW·d·t?1左右,233U的积累量达到8300 kg,并且最终消耗了约12000 kg的TRU,嬗变率为62.1％.
AbstractList TL99; 与氟盐堆相比,氯盐快堆具有超铀核素(Transuranics,TRU)溶解度更高、中子能谱更硬、熔点更低等方面的优势.基于熔盐嬗变堆(Molten Salt Actinide Recycler and Transmuter,MOSART)的堆芯结构,采用熔盐堆在线添料和后处理程序MSR-RS(Molten Salt Reactor Reprocessing Sequence)进行分析,针对氯盐快堆的熔盐组成、后处理方式等方面进行了优化,以利于提升其增殖及嬗变性能.首先分析了不同载体盐和启动燃料对燃耗性能的影响,提出了熔盐成分优化方案;然后引入离线批处理和在线连续处理两种后方式来提升燃耗性能.结果表明:在氯盐快堆中,高重金属溶解度的NaCl更适合作为载体盐;TRU中的次锕系核素(Minor Actinides,MA)有助于提升增殖性能;采用离线批处理能够达到较好的燃耗性能,降低对后处理系统的要求.优化后的堆芯燃耗时间延长到31 a,相应的燃耗深度提高至210 GW·d·t?1左右,233U的积累量达到8300 kg,并且最终消耗了约12000 kg的TRU,嬗变率为62.1％.
Author 陈金根
夏少鹏
崔德阳
朱帆
彭一鹏
余呈刚
蔡翔舟
AuthorAffiliation 中国科学院上海应用物理研究所嘉定园区 上海 201800;中国科学院先进核能创新研究院 上海 201800;中国科学院大学 北京 100049%中国科学院上海应用物理研究所嘉定园区 上海 201800;中国科学院先进核能创新研究院 上海 201800
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