微型反應(yīng)堆低濃鈾堆芯的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf_第1頁
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文檔簡介

1、微型反應(yīng)堆（簡稱微堆）是以高濃鈾為燃料的研究型反應(yīng)堆。但由于高濃鈾燃料存在核安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)根據(jù)核不擴(kuò)散原則，我國須逐步完成低濃鈾堆芯的設(shè)計(jì)、換料和裝填工作。因此，本文利用MCNP對堆芯進(jìn)行一系列模擬、計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：
　?。?）針對微堆的低濃化開展了一系列的設(shè)計(jì)分析工作，主要包括建立了微堆高濃鈾的模型（High Enrichment Uranium,HEU）、在不改變高濃鈾堆芯結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，完成了低濃鈾堆芯的

2、優(yōu)化設(shè)計(jì)（LowEnrichment Uranium,LEU），并優(yōu)化設(shè)計(jì)了新低濃鈾堆芯模型（New Low Enrichment Uranium,NLEU）。
　?。?）運(yùn)用MCNP建立的微堆高濃鈾模型（HEU），其中心控制棒價(jià)值、臨界裝載量、上鈹反應(yīng)性以及軸向中子通量密度分布等參數(shù)與微堆實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基本一致，對比驗(yàn)證了模型的正確性。
　?。?）在HEU模型的基礎(chǔ)上，選擇富集度為12.5%的UO2作為低濃鈾堆芯的燃料芯塊，Zr

3、-4合金作為燃料包殼，保持HEU堆芯其余部分的結(jié)構(gòu)、尺寸和材料不改變，建立了低濃鈾堆芯模型LEU。并對內(nèi)輻照座中子通量密度、剩余反應(yīng)性以及中心控制棒價(jià)值等參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算對比分析，研究表明在不改變原堆芯結(jié)構(gòu)和尺寸的情況下，微堆低濃化是可行的，現(xiàn)有微堆可直接替換為LEU堆芯。
　?。?）針對LEU堆芯Φ/P比值下降，熱中子份額比下降，控制棒價(jià)值減小等問題，優(yōu)化設(shè)計(jì)了全新的NLEU堆芯。NLEU堆芯采用富集度為19.75%的UO2作為燃

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