熱包層

熱包層

熱包層是加速器驅動快/熱耦合次臨界系統(ADFTS)組成部分,ADFTS還包括加速器、散裂靶、快中子包層。

加速器驅動快熱耦合次臨界系統

加速器驅動快/熱耦合次臨界系統(ADFTS)主要由加速器、散裂靶、快中子包層和熱中子包層4部分組成,其基本工作原理是:加速器產生的高能質子在散裂靶區發生散裂反應,產生大量散裂中子驅動快包層,使散裂中子倍增,以產生更多的中子泄漏到次臨界的熱包層。因而快包層對散裂中子具有放大的作用,相當於快中子倍增器。

設計目標

熱包層的設計目標是:

(1)系統能量輸出的主要載體;

(2)嬗變裂變產物,嬗變支持比約為2RWRs;

(3)較高的轉換比;

(4)具有比快包層更長的循環長度。

熱包層設計

熱包層組件設計

在ADFTS概念設計中,在初始循環以(Pu+Th)O為熱包層的燃料,其中Pu為驅動燃料,取燃耗深度為33000MWd/U的壓水堆卸料中Pu的成分。以輕水為慢化劑和冷卻劑,為了提高熱包層的轉換比,採用緊湊柵格設計,燃料與慢化劑體積比為1。

FP嬗變靶組件設計

FP嬗變靶組件是根據FP的核物理性質和壓水堆的年產額所設計的。Tc為金屬單質形式並做成片狀布置在擅變靶組件的外層,該區域具有較高的中子平均能量;NaI布置在組件的外圈,該區域中子平均能量有所降低;CsCl布置在內區,該區域中子平均能量最低;這樣設計的目的是讓這3種裂變產物在各自的最佳能譜下擅變。在組件中布置燃料棒是為了提高FP嬗變區的中子通量密度,而水洞則起到了軟化中子譜的作用。

熱包層堆芯設計

對處於次臨界狀態的熱中子包層來說,快中子包層的中子泄漏提供了外中子源,因此它的中子通量密度分布、功率分布也不同於臨界熱中子堆。為了展平功率峰因子,熱包層可採用四區布料方案,燃料富集度由內向外遞增。

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