《加速器驅動次臨界堆瞬態安全過程與影響機理研究》是依託中國科學院合肥物質科學研究院，由吳宜燦擔任項目負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：加速器驅動次臨界堆瞬態安全過程與影響機理研究
- 項目類別：重大研究計畫
- 項目負責人：吳宜燦
- 依託單位：中國科學院合肥物質科學研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
加速器驅動次臨界系統（ADS）是一種有發展前景的長壽命高放核廢料嬗變裝置。液態金屬鉛鉍冷卻的ADS嬗變堆具有特殊的優勢已成為國際研究熱點，但在套用前還面臨著諸多技術問題需要解決。由於堆內裝載大量的次錒系核廢料並要求達到較高的燃耗深度，同時需要在外中子源驅動下運行，將會帶來特殊的中子物理、熱工水力學及其耦合影響問題，對反應堆的安全運行和控制帶來新的挑戰。本項目針對上述問題擬採用理論分析、數值模擬與實驗研究相結合的手段，開展外中子源和深燃耗條件對次臨界堆瞬態安全特性的影響以及次臨界堆典型事故過程與影響機理的研究，透悉次臨界嬗變堆瞬態安全相關的三維時空中子物理、熱工水力及其耦合影響過程和作用機理，建立ADS次臨界堆事故譜和安全評價方法體系，深入理解各種瞬態事故造成的後果，並給出應對策略和防範措施，為次臨界堆安全設計和運行提供理論和技術支持。
結題摘要
完成了散裂靶/堆靶耦合中子學分析和束流瞬變下散裂靶安全特性的分析，建立了ADS束流擾動分析體系，揭示了束流擾動對散裂靶和次臨界堆的安全影響規律；針對鉛鉍次臨界堆的需求，發展了三維中子輸運程式SuperMC，並開發了高能中子資料庫HENDL-ADS，開展了基於D-T聚變中子源的不同角度中子學積分實驗和基於西安脈衝堆的中子學積分實驗，通過實驗發現美國資料庫（ENDF/B-VII.1）對D-T中子下的鉛鉍模組模擬結果與實驗的差別較大；開展了不同燃料下裝載的燃耗特性分析，研究了研究不同燃耗下中子動力學參數的變化，發現MA/Pu裝料份額存在最佳比例，空泡係數和冷卻劑溫度負反饋係數受深燃耗影響大；開展了多組典型事故瞬態回響和事故餘熱排出系統特性研究，開展了多個自然循環高度（2m~3.3m）、加熱功率（0~70kW）的鉛鉍自然循環實驗，初步驗證了用以分析鉛鉍堆瞬態事故的鉛鉍系統分析程式的正確性，並首次開展帶繞絲鉛鉍堆大組件（61根棒）傳熱實驗；基於前期ADS安全影響機理研究，ADS研究中首次套用Objective-provision Tree方法進行安全評價體系構建，並將ADS特殊安全問題進行梳理和分類。 項目共發表（含收錄）科技論文35篇，其中SCI收錄12篇，國核心心期刊23篇；國家發明專利授權3項，申請13項。 項目研究中，共有8名博士，11名碩士與該自然科學基金項目有關，現已有4名博士，7名碩士畢業。 ADS的安全性對ADS及核廢料嬗變領域的發展具有至關重要的作用，本課題可繼續研究下去，建議可重點開展在鉛鉍零功率堆環境下的中子學積分實驗開展堆-靶-器耦合安全分析研究。
