聚變驅動的次臨界堆燃耗計算二維效應分析研究.pdf

1、本文按照聚變驅動次臨界堆的中子學優(yōu)化設計目標和原則，利用大型集成多功能中子學計算程序系統(tǒng)VisualBUS和核評價數(shù)據(jù)庫HENDL，對聚變驅動的次臨界堆FDS-I雙冷嬗變(DWT)包層進行一維中子學優(yōu)化計算和分析，得到的優(yōu)化設計方案能夠滿足系統(tǒng)運行在次臨界條件下(keff＜1)、氚燃料自持(TBR≥1.05)、高放射性長壽命錒系廢料LLMA和Pu廢料均按參考壓水堆廢料比例保持裝料量和嬗變量基本平衡、最大功率密度控制在目前熱工水力設計允許

2、的范圍內(nèi)(Pmax≤100MW/m3)等要求。 使用大型集成多功能中子學計算程序系統(tǒng)VisualBUS和核評價數(shù)據(jù)庫HENDL，分別采用與一維球模型在AC區(qū)相同的材料體積份額、相同的燃料初裝質量和相同的初始時刻keff三種情況進行計算，和一維計算結果進行比較以考察聚變驅動的次臨界系統(tǒng)的二維效應。計算中，二維柱模型各區(qū)徑向尺寸保持和一維球模型一致，除AC區(qū)和偏濾器以外，其他各區(qū)的材料成分比例與一維球模型中相應區(qū)相同。結果表明：在材

3、料體積份額相同的情況下，由于二維柱模型各區(qū)體積小于一維球模型相應區(qū)的體積，導致二維柱模型各區(qū)燃料初裝量小于一維球模型相應區(qū)的初裝量，因此系統(tǒng)二維模型的中子學參數(shù)比一維計算結果小很多；在燃料初裝質量相同的情況下，由于二維模型中重核燃料空間分布比一維球模型集中，中子誘發(fā)重核裂變的幾率相對較高，因而系統(tǒng)的有效增殖系數(shù)比一維計算結果高，在本文的設計方案中，有效增殖系數(shù)達到超臨界(keff＞1)；而在系統(tǒng)初始時刻keff與一維模型保持一致的條件下