微型反应堆高速撞击下核临界安全的初步分析 - 王立鹏; 曹璐; 陈立新; 李锐; 刘仕倡; 李达; 张信一; 姜夺玉; 胡田亮; 江新标 (核技术, 2024)
TL32; 微型反应堆可作为月球表面动力、航天器动力等用于太空探索,反应堆发射前需要对发射事故的影响进行安全分析.反应堆高空坠落并撞击到混凝土是主要的临界安全分析场景,高速撞击后反应堆可能重返临界.本文以两种简化的反应堆模型高速撞击场景为例,利用连续介质力学有限元程序ABAQUS与粒子输运蒙特卡罗程序耦合,完成了纯燃料堆芯垂直撞击地面和带径向反射层和屏蔽层圆柱堆30°倾角撞击地面的模拟,预测了两种场景反应堆高速撞击下keff随时间变化的物理特性.结果表明:纯燃料反应堆垂直撞击地面的keff增加最高可达1 000×10-5,而具有反射层和屏蔽层反应堆30°倾角撞击地面的keff增加最高为200×10-5.均匀密度变化条件下,采用表面非结构网格与内部非结构网格的蒙卡程序的计算结果符合较好,内部非结构网格能够更真实地捕捉材料的非均匀密度变化效应.本文的研究为微型反应堆高速撞击下的临界安全研究奠定了重要基础.