基于熔盐快堆的模型优化与Th-U增殖性能研究-中国科学院上海应用.pdfVIP

第 40 卷 第 2 期 核 技 术 Vol.40, No.2 2017 年 2 月 NUCLEAR TECHNIQUES February 2017 基于熔盐快堆的模型优化与Th-U 增殖性能研究 李光超 1,2,3 邹 杨 1,2,3 余呈刚 1,2 孙建友 1,2 陈金根 1,2,3 徐洪杰 1,2,3 1 （中国科学院上海应用物理研究所嘉定园区 上海 201800 ） 2 （中国科学院先进核能创新研究院 上海 201800 ） 3 （中国科学院大学 北京 100049 ） 摘要 作为四代堆 6 种候选堆型中唯一的液态燃料反应堆，熔盐堆对未来核能和钍资源利用具有重要意义， 特别是熔盐快堆(Molten Salt Fast Reactor, MSFR)还具有较大的增殖比和较好的温度负反馈。由于启动新的熔盐 快堆需要较高的燃料装载量，若能改善 MSFR 的增殖性能，则有利于提高233U 产量并缩短燃料倍增时间。首 先应用 SCALE6.1 针对 MSFR 的径向增殖盐、新增轴向增殖盐和新增石墨反射层这三方面分析了初始增殖比， 同时从核素吸收率角度说明增殖比变化的原因和 MSFR 的设计不足并对其进行了优化；然后应用基于 SCALE6.1 开发的熔盐堆在线处理模块(Molten Salt Reactor Reprocessing Sequence, MSR-RS)进行燃耗分析。结 果表明，新增轴向增殖盐可以进一步提高增殖性能；新增石墨反射层可以节省增殖盐装载量。改进后的堆型 233U 年产量提高至 133 kg，倍增时间缩短至 36 a，并且堆芯在整个运行寿 运行时增殖比可以维持在 1.1 以上， 期都能保持足够的温度负反馈。 关键词 熔盐快堆，模型优化，Th-U 燃料增殖 中图分类号 TL426 DOI: 10.11889/j.0253-3219.2017.hjs.40.020603 Model optimization and analysis of Th-U breeding based on MSFR LI Guangchao1,2,3 ZOU Yang1,2,3 YU Chenggang1,2 SUN Jianyou1,2 CHEN Jingen1,2,3 XU Hongjie1,2,3 1(Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences, Jiading Campus , Shanghai 201800, China) 2(Innovative Academies in TMSR Energy System, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China) 3(University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China) Abstract Background: As the only one of