加速器驅(qū)動(dòng)次臨界釷焚燒堆中子學(xué)初步研究.pdf

1、釷基核能具有資源儲(chǔ)量豐富、燃料增殖能力較強(qiáng)、超鈾物質(zhì)生成量少、防止核擴(kuò)散能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，成為未來核能發(fā)展的重要方向。由于釷燃料中不含易裂變核素，不能直接在現(xiàn)有的反應(yīng)堆中使用（需要易裂變驅(qū)動(dòng)燃料），目前還未能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模有效利用。加速器驅(qū)動(dòng)次臨界系統(tǒng)(ADS)由于依靠外源中子驅(qū)動(dòng)、運(yùn)行在次臨界狀態(tài)，具備中子能譜硬、中子余額多等特點(diǎn)，適合裝載釷燃料運(yùn)行。結(jié)合釷燃料與加速器驅(qū)動(dòng)次臨界系統(tǒng)的優(yōu)勢，本文開展了加速器驅(qū)動(dòng)次臨界釷焚燒堆(CLEAR-Th

2、)概念設(shè)計(jì)研究，并進(jìn)行了CLEAR-Th中子學(xué)方案的設(shè)計(jì)和分析工作。
　　本文根據(jù)CLEAR-Th的總體定位，從安全裕度、能量產(chǎn)出、質(zhì)子束流流強(qiáng)和燃耗深度等方面提出了中子學(xué)設(shè)計(jì)的原則與目標(biāo)。在調(diào)研分析國內(nèi)外相關(guān)ADS研究基礎(chǔ)上，從散裂靶、燃料、冷卻劑、結(jié)構(gòu)材料和堆芯布局等方面，給出了以釷钚混合氧化物為燃料，液態(tài)鉛鉍作為冷卻劑，T91鋼作為包殼材料和結(jié)構(gòu)材料，初始有效增殖因數(shù)Kcff為0.98的初步概念方案，使用超級(jí)蒙特卡羅核計(jì)算仿