熱堆嬗變99Tc靶件中子學(xué)與釋熱率特性研究.pdf

1、核能的發(fā)展必須要考慮核燃料的供應(yīng)、核電站的建設(shè)、乏燃料的處理及處置等整個核燃料循環(huán)鏈。國家通過設(shè)立“863”重點(diǎn)項(xiàng)目“核燃料循環(huán)與核安全技術(shù)”，針對先進(jìn)核燃料循環(huán)開展了大量的研究，包括在快堆和熱堆中嬗變長壽命、高放射性核廢料的研究，基本解決了利用熱堆嬗變長壽命裂變產(chǎn)物的基礎(chǔ)可行性問題。該項(xiàng)目對于制定適合我國國情的熱堆嬗變模式，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的閉式燃料循環(huán)路線和核燃料可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有重要意義。
　　99Tc是最重要的長壽命裂變產(chǎn)物之一，

2、由于其熱中子吸收截面較大，適合在熱堆中進(jìn)行嬗變。在“863”項(xiàng)目的支持下，本課題參考常見的17×17 PWR組件模型，選用以ZrH2和Al2O3為惰性基體、99Tc的體積分?jǐn)?shù)為40％~60%的靶件，以嬗變靶件替代燃料元件的裝載方式，計(jì)算含有99Tc嬗變靶件的組件中子學(xué)參數(shù)、99Tc靶件自身的釋熱能以及靶件對組件的功率分布造成的影響。
　　本文對加入靶件前后的組件中子學(xué)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，結(jié)果表明，由于99Tc熱中子的吸收截面較大，靶件

3、置入堆芯將導(dǎo)致燃料壽期縮短，組件的溫度系數(shù)更負(fù)。隨著靶件中99Tc體積分?jǐn)?shù)的增加，這種變化更加明顯。另外，由于ZrH2的慢化作用強(qiáng)于Al2O3，因此以ZrH2為惰性基體的靶件對上述中子學(xué)參數(shù)的影響更加明顯。
　　文中使用MCNP計(jì)算靶件的軸向釋熱率分布，給出具體了的軸向功率分布，并對比了靶件加入前后組件的功率分布變化，發(fā)現(xiàn)加入99Tc嬗變靶件后，組件內(nèi)的燃料棒功率分布變得較平坦，且靶件中的99Tc含量越多，功率越平坦。對比兩種不同