ADS原理验证装置燃料布置方案.pdfVIP

第27卷第4期 核动力工程 Vbl．27．NO．4 2 N 0O 6 O06 年8月 uclearPower Engineering Aug．2 文章编号：0258．0926(2006)04．0005．03 ADS原理验证装置燃料布置方案 于涛1，史永谦2，夏普2，廖义香1，鲜文平1，杜海东1 (1南华大学核科学技术学院．湖南衡阳，42100l；2中国原子能科学研究院，北京，102413) Driven 摘要：“启明星”的次临界驱动堆是加速器驱动洁净核能系统(Acceleratorsystem，ADs)的原理验 证装置+采用快．热耦合的堆芯组成方式，由天然金属铀组成快中子能谱区，低浓铀元件组成热中子能谱区。 使用McNP程序的u卡和Fill卡对次临界实验装置进行设计计算，根据也口在O．90～1．00之间的设计要求， 确定了热区的燃料栅格。 关键词：加速器驱动；原理验证装置；次临界驱动堆；快．热耦合 中图分类号：TL328文献标识码：A 1 引 言 ADs加速器驱动的次临界系统¨‘2J是一种致 力于嬗变放射性核废物，能够有效利用核资源及 产出核能量，焚烧核废物及产生洁净核能的新型 核能系统，已经取得国际核能科技界的共识，被 我国列入“国家重点基础研究发展规划项目”。 该系统包括中能强流质子加速器、外源中子 图1 “启明星”实验装置图 产生器和次临界反应堆。次临界反应堆的运行工 Structureofthe Fig．1 ExperinlcntFacility“VenuS，’ 况要求有持续供给的外中子源维持其链式反应， 这种外中子源由中能强流加速器提供；根据次临 界度的不同，在次临界反应堆内，除维持链式反 应外，还可富裕出一部分“中子余额”，用于“焚 烧”自生或外加乏燃料中所含的长寿命核废料。 次临界运行工况及加速器的快速响应为ADS的 运行提供了更高的灵活性及对其安全性的保 证【1，二1。 2 “启明星装置设计要求 图2次临界堆芯图 “启明星”次临界装置i3J是我国进行嬗变核 SketchofSub-criticalCore Fig．2 废物的加速器驱动次临界系统(ADs)研究而准备 建立的一个实验陛反应堆：它采取卧式堆芯结构 重金属靶，产生大量散裂中子。散裂中子作为外 (图1)，包含靶区、快区、热：、反射层和屏蔽层 源注人次临界装置，驱动次临界反应堆。 (图2)。其工作原理是：由中能强流加速器产生具 在对“启明星”实验装置物理方案设计时有 有～定入射能量的质子，通过加速器和反应堆的 如下的设计要求：①次临界反应堆的有效增殖系 接合件——质子柬管等注入反应堆，轰击堆内的 数至少在0．95。O．98之间可调；②提供嬗变研究 收稿日期：2005．02．24；修回日期：2005．il．27 基金项目：国家“973”计划资助项目(G1999022602) 6 核动力工程 Vbl．27．No．4．2006 的中子场，平均中子能量范围为100～800keV；氧化铀陶瓷体，235u富集度