1 GWt PB-FHR负荷跟踪运行特性分析

为研究熔盐堆系统在商业应用中的价值，分析其是否满足电网负荷的变化需求和安全运行的能力，本文以1 GWt球床式氟盐冷却高温堆（PB-FHR）为研究对象，仿真计算其在负荷跟踪模式下的瞬态行为和运行特性。以RELAP5/MOD4.0程序为研究工具，并植入相关的熔盐物性与计算关系式，建立氟盐冷却高温堆的热工水力系统与功率控制系统的仿真模型，对典型负荷工况参数变化情况下控制系统的响应特性进行仿真分析。结果表明：该氟盐冷却高温堆系统在设计的控制逻辑的调控下，展示出良好的负荷跟踪运行能力，堆芯功率能迅速响应负荷变化，功率超调和温度超调小，反应堆的运行参数始终处于合理的运行范围内。     

Hypertriton and light nuclei production at A-production subthreshold energy in heavy-ion collisions

High-energy heavy-ion collisions produce abundant hyperons and nucleons. A dynamical coales- cence model coupled with the ART model is employed to study the production probabilities of light clusters, deuteron （d）, triton （t）, helion （3He）, and hypertrito     

A new probe of neutron skin thickness

The correlation between neutron-to-proton yield ratio （Rnp） and neutron skin thickness （δnp） in neutron-rich projectile induced reactions is investigated within the framework of the Isospin-Dependent Quantum Molecular Dynamics （IQMD） model. The density di     

基于中子平衡研究增殖燃料实现CANDLE模式的最优配置

寿期内中子通量、核素浓度和功率分布的轴向形状均保持恒定(Constant Axial shape of Neutron flux,nuclide densities and power shape During Life of Energy produced,CANDLE)是实现原位增殖-焚烧(Breed-and-Burn,BB)模式的一种燃耗策略。CANDLE堆经易裂变燃料或外中子源进行点火,启动后由增殖燃料的燃烧实现自稳运行。若要CANDLE堆自稳运行于k_(eff)=1,必须对堆芯几何及燃料体积分数进行配置优化。最优配置方案可通过蒙特卡罗方法模拟CANDLE堆芯,根据有效增殖因子筛选得出。但该方法需耗费大量的计算时间,若采用1D模型近似模拟,并结合中子平衡方法进行分析,便可大幅节约计算时间,获得具有指导性意义的结果。本文将论证该方法的可行性,并应用该方法估算钠冷贫铀CANDLE堆半径在100 400 cm、燃料体积分数在35%60%变化时的最优配置。     

n+232Th核反应光学模型势的计算

利用光学模型、宽度涨落修正的Hauser-Feshbach理论对中子入射232Th核反应进行了研究。以总截面、去弹截面以及弹性散射角分布的实验数据为依据,得到了n+232Th核反应在0.1–20 MeV能量区域的一套中子光学模型势参数,并以此计算了该反应的总截面、弹性散射截面、去弹截面和弹性角分布截面。理论计算结果与实验数据符合较好。     

熔盐堆不同堆芯边界下的物理研究

熔盐堆的进出口通道与堆芯相互连通,流动的液态燃料可以在通道和堆芯间自由穿行,有别于具有固定边界条件传统固体燃料反应堆。本文基于蒙特卡罗程序MCNP,以MSRE为参考反应堆,系统研究了熔盐堆不同燃料区域对反应堆物理的影响,其内容包括堆罐顶部和底部燃料,流通管道内燃料。分析了不同边界条件下的堆芯物理,给出了有效堆芯区域。结果表明,堆罐顶部和底部燃料对有效增殖因子(keff)和能谱影响较大,出口管道半径小于25 cm对有效增殖因子影响不大,管道长度超过20 cm后对有效增殖因子的扰动可以忽略,从而为熔盐堆的设计和计算程序的开发提供了理论基础。     

燃料球体积填充率对2MW先进高温堆物理特性的影响

在燃料装载量不变情况下,燃料球体积填充率的变化对于先进高温堆的堆芯物理特性有重要影响。我们运用蒙特卡罗程序MCNP 5对Keff、中子能谱及中子注量率的空间分布进行了研究。计算中,燃料球体积填充率取值范围在最密堆积和最稀堆积之间(0.7405–0.5236)。结果表明,燃料球体积填充率的增加可以提高堆芯的Keff,促使中子能谱更加硬化,使中子注量率峰值所在轴向的位置上升。从而为先进高温堆的设计和计算程序的开发提供理论基础。     

石墨慢化通道式熔盐堆有效缓发中子份额计算方法研究

有效缓发中子份额(βeff)是研究反应堆动力学特性的关键参数。在液态燃料熔盐堆(MSR)中,燃料流动引起缓发中子先驱核(DNP)在堆内的再分布,并使部分DNP在堆外回路衰变,从而导致βeff的计算方法与固态燃料反应堆不同。为评估石墨慢化通道式熔盐堆内燃料流动引起的反应性损失,研究缓发中子随燃料的流动行为,同时为堆设计和安全分析提供依据,分别基于解析方法和数值方法推导了计算βeff的数学模型,计算了熔盐实验堆(MSRE)在额定工况下的DNP损失份额和堆内DNP浓度分布,并分析了燃料在堆外流动时间和入口流量对βeff的影响。结果表明：两种方法均可对DNP行为提供合理描述;固定燃料在堆外流动时间,βeff随入口流量的增加而减小;固定入口流量,βeff随燃料在堆外流动时间的增加而减小,80 s后趋于稳定。     

钍基氟盐冷却高温堆TRISO包覆燃料颗粒结构优化分析

钍基氟盐冷却高温堆(Thorium-based Pebble Bed Fluoride Salt-cooled High-temperature Reactor,PBTFHR)作为第四代核反应堆的堆型之一,其燃料元件由TRISO(TRi-structural ISOtropic)包覆燃料颗粒组成,具有较好的中子性能和安全性。本工作采用SCALE 6.1程序开展PB-TFHR的临界和燃耗性能计算,结合PANAMA模型研究包覆燃料颗粒的破损率,分析了PB-TFHR中TRISO包覆燃料颗粒的kernel半径、包覆层的厚度和密度对堆芯中子学性能、裂变气体氪、氙和碘产量及包覆燃料颗粒破损率的影响,给出优化的包覆燃料颗粒结构,为其物理设计提供参考。研究发现:当保持包覆层的厚度和密度不变时,较大的kernel半径(≥0.01 cm)可使堆芯处于欠慢化区,且堆芯温度反应性系数均为负值;在相同的燃耗下,kernel半径越小,堆芯中裂变气体的生成量越少,且包覆颗粒的破损率越小;当保持包覆层密度不变,只改变包覆层的厚度时,疏松热解炭层和内致密热解炭层的厚度对keff有较大影响;而当保持包覆层厚度不变只改变包覆层的密度对keff影响较小。