加速器驱动次临界钍焚烧堆中子学初步研究-核科学与技术专业论文.docxVIP

中国科学技术大学硕士学位论文 中国科学技术大学 硕士学位论文 加速器驱动次临界钍焚烧堆 中子学初步研究 作者姓名： 李原野 学科专业： 核科学与技术 导师姓名： 蒋洁琼副研究员刘超副研究员 完成时间： 二。一五年五月五日 万方数据 U U iversityversltV ofot S。clence andand Tech)log、ofnoloqv A dissertation for master’S degree P re l i m i n ary N e utro n i cs Des i g n and Analysis for Accelerator Driven SubcriticaI Thorium Burning Reacto=Reactor Author’S Name： Yuanye Li speciality： Nuclear Science and Technology Supervisor： Associate Prof．Jieqiong Jiang Associate Prof．Chao Liu Finished time： May 5m，20 1 5 万方数据 中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的 中国科学技术大学学位论文原创性声明 本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的 成果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或 撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作 了明确的说明。 作者签名： 杰醯t 签字日期：丛0』 中国科学技术大学学位论文授权使用声明 作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学 拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构 送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中 国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内 容相一致。 必威体育官网网址的学位论文在解密后也遵守此规定。 弋么开 口必威体育官网网址(——年) 作者签名：—趔函雌 导师签名：韶疽够 签字日期： 盖￡．毛．1 签字目期：知匹』L———一 万方数据 摘要摘要 摘要 摘要 钍基核能具有资源储量丰富、燃料增殖能力较强、超铀物质生成量少、防 止核扩散能力强等优点，成为未来核能发展的重要方向。由于钍燃料中不含易 裂变核素，不能直接在现有的反应堆中使用(需要易裂变驱动燃料)，目前还未 能实现大规模有效利用。加速器驱动次临界系统(ADS)由于依靠外源中子驱动、 运行在次临界状态，具备中子能谱硬、中子余额多等特点，适合装载钍燃料运 行。结合钍燃料与加速器驱动次临界系统的优势，本文开展了加速器驱动次临 界钍焚烧堆(CLEAR—Th)概念设计研究，并进行了CLEAR—Th中子学方案的设计 和分析工作。 本文根据CLEAR—Th的总体定位，从安全裕度、能量产出、质子束流流强和 燃耗深度等方面提出了中子学设计的原则与目标。在调研分析国内外相关ADS 研究基础上，从散裂靶、燃料、冷却剂、结构材料和堆芯布局等方面，给出了 以钍钚混合氧化物为燃料，液态铅铋作为冷却剂，T91钢作为包壳材料和结构 材料，初始有效增殖因数丘w为0．98的初步概念方案，使用超级蒙特卡罗核计 算仿真软件系统SuperMC，从核燃料易裂变物质份额、燃料区高度与半径比和 径向反射层厚度方面开展了CLEAR—Th中子学优化工作。 针对CLEAR—Th中子学方案，从燃耗情况、反应性系数、燃料循环管理三方 面开展分析，初步结果表明：CLEAR—Th设计实现了稳定焚烧钍产能的设计目标， 有望实现稳定的钍一铀自持焚烧，并具有长寿命次锕系物质生成量低、固有安全 性良好等特点。CLEAR-Th设计可以考虑作为钍基核能利用一个富有吸引力的途 径。 关键词：加速器驱动次临界反应堆钍中子学 冰本论文工作是在国家自然科学基金(编51406216)的资助下 进行的。 万方数据 摘要 II 万方数据 AbstractABSTRACT Abstract ABSTRACT Featured with rich reserve，good fuel breeding capability,less transuranic production，and anti—proliferation，thorium based nuclear energy is a great potential option for nuclear development．Mainly because of the fertile