反應堆燃料性能要求是2020年公布的電力名詞。
| 中文名稱 | 反應堆燃料性能要求 |
| 英文名稱 | performance requirement for reactor fuel |
| 定 義 | 為使燃料元件在使用壽期內能經受各種預期作用而不損壞，對其性能提出的要求。主要有：高熱導率、良好的輻照與化學穩定性、良好的冷卻劑和包殼相容性、高熔點、熱膨脹係數低、燃料核素原子密度高等。 |
| 套用學科 | 電力（一級學科），核電（二級學科） |
反應堆燃料性能要求是2020年公布的電力名詞。定義為使燃料元件在使用壽期內能經受各種預期作用而不損壞,對其性能提出的要求。主要有高熱導率、良好的輻照和化學穩定性、與冷卻劑和包殼良好的相容性、高熔點、低熱膨脹係數、燃料核素...
性能要求 燃料芯體是反應堆中實現核裂變的重要材料，工況也最苛刻。它受到高溫和氣態、固態裂變產物以及高能例子的作用和影響，隨之引起熱應力、晶格破壞和腫脹以及產生內壓和腐蝕的危害，從而使燃料比功率和燃耗以及燃料棒直徑的大小受到限制。為了抵禦這些危害，提高燃料元件的性能，使其能夠穩定可靠和長期高效的工作，...
對於壓水堆核電廠，為了保證反應堆具有自穩定性，功率係數必須是負的，即要求燃料反應性溫度係數是負的，還要求自熱態零功率至滿功率，慢化劑反應性溫度係數不出現正值。對於具有負的反應性反饋特性的反應堆，當反應性有一正擾動時，堆的功率上升，通過負的反應性溫度反饋，給反應性正擾動以反向補償，反之亦然。上述...
鑒於高通量堆的重要特性，各個國家都有自己的高通量工程試驗堆，雖然種類和堆型有所差異，但都具有高中子通量和較大輻照空間的特點。作為重要的工具堆，高通量堆通常造價較高，其運行和維護費用也比較昂貴，除了常規運行時的燃料消耗以外，其反應堆內部設備的裝拆、檢修、維護等活動也是影響其性能以及運行成本的重要...
燃料一般是富集程度在2%～4.4%的燒結二氧化鈾。 和沸水反應堆相比，壓水堆堆芯體積更小，堆芯的功率密度較大（大型壓水堆的堆芯功率密度可達100千瓦/升），壓水堆的發電效率約為33%；但由於堆芯中的工作壓力和溫度都較沸水堆高，因此對反應堆材料性能的要求也較沸水堆更高。運行原理 壓水堆是核潛艇使用最多...
液態金屬燃料反應堆 液態金屬燃料反應堆是用含有易裂變物質的液態金屬或液態合金作燃料的反應堆。液態金屬燃料的導熱性能好，不存在輻照腫脹間題，堆芯結構簡單，可 以在高溫低壓下運行。必須對金屬燃料加熱，使其處於熔融狀態。液態金屬反應堆由反應堆、一迴路、中間迴路、二迴路和推進軸系所組成。液態金屬反應堆由反應...
②鈾氫鋯在高溫水內也不易發生化學反應，即使包殼破裂也沒有什麼危險( 燃料在1200℃高溫下投入水中淬火, 也無明顯的金屬-水反應。這種堆堆芯緊湊、結構簡單, 依靠自然循環冷卻(冷卻劑流量小, 且不需要事故冷卻系統) ，安全保障設施要求低(無需兩路電源, 事故電源僅作為儀器儀表供卑及事故照明, 容量很小) , 裝...
一般地說，高通量反應堆生產同位素的經濟性要用產品的價值來衡量。在採用輕水作為高通量反應堆的慢化劑和冷卻劑的情況下，為補償較多的中子吸收損失，須增加鈾-235裝載量，因而使中子通量降低。同時，對於同樣的燃料消耗，同位素生產率也下降。但建造和運行費用可節省很多，換料操作比較方便，可使用長柄工具通過堆頂水池...
應指出的是，作為慢化劑和冷卻劑的高溫、高壓輕水，有嚴格的水質要求，通常加硼，以調節反應性，加鋰，以調節PH值等，對壓水堆燃料元件使用性能均產生影響。組成 壓水堆核電廠主要由核島、常規島和電廠配套設施組成。其中核島包括反應堆廠房、反應堆輔助廠房以及設定在其內的系統和設備，用來生產核蒸汽。常規島主要...
模組式高溫氣冷堆(MHTR)為革新型的堆型，其估計的堆芯熔化機率低於10－7/堆.年，遠小於先進輕水堆堆芯熔化機率的要求。高溫氣冷堆採用優異的包覆顆粒燃料是獲得其良好安全性的基礎。鈾燃料被分成為許多小的燃料顆粒，每個顆粒外包覆了一層低密度熱介碳，兩層高密度熱介碳和一層碳化矽。包覆顆粒直徑小於1mm，...
在快中子堆中，大部分裂變由高能中子引起，反射層材料由高質量數的緻密物質組成，以使被反向散射進堆芯的中子受到最小的慢化。常用的反射層材料有輕水、重水、石墨、鈹、氧化鈹、氧化鋯等。結構材料 包括燃料包殼、堆芯構件、反應堆容器、熱交換器和主迴路管道等所用的材料。其中對包殼材料的性能要求最嚴。熱中子...
堆芯電漿的控制 高溫電漿的控制是人類科學技術史上最具挑戰性的難題之一。這要求一系列難度很高的技術：電漿的穩定約束需要大體積強磁場、大體積超高真空和電漿雜質控制等技術；電漿密度的維持需要速度達10km/s氘氚燃料靶丸的連續注入以及聚變反應余灰的排出技術等。這些都是圍繞聚變電漿研究發展...
作為原子反應堆用的石墨純度要求很高，雜質含量不應超過幾十個PPm （ PPm 為百萬分之一）。石墨的核性能 在石墨與中子的相互作用下發生的各種過程，如吸收、散射、擴散、反射等所遵循的規律以及中子輻照誘發的石墨性能的各種變化的總稱。在原子反應堆內，在強烈的中子輻照下，石墨的物理力學性能、熱學性能、電磁學...
反應堆熱工設計直接影響到堆的安全性能和技術經濟性能。首先根據反應堆總體設計的要求。通盤考慮和綜合平衡反應堆物理、熱工、安全、結構、材料、工藝及輻照禁止等諸方面的因素，確定反應堆冷卻劑系統的總體設計及其參數。諸如冷卻劑壓力及其恆壓方式的設計，冷卻劑自然循環或強迫循環的選擇，堆芯及燃料組件內流道形式和...
對燃料元件包殼、端塞等結構材料來說，除輻照造成的損傷以外，還要承受芯體材料的尺寸變化而產生的應力、應變、冷卻劑沖刷造成的腐蝕和振動磨蝕、疲勞。如果再考慮反應堆開停堆和堆運行時的功率波動或劇增等大小不一的冷熱衝擊交變載荷的作用，又使燃料元件的工作條件更為苛刻。（4）輻射防護的安全要求 從製備物料、...
但要求弄清細節問題，要求有更高、更精確的結果。在詳細設計結束時，能給出具體結果，以便安排堆內部件的加工。在這階段工作中，中子注量率的空間分布和反應堆內中子平衡是兩大關鍵。前者決定了整個反應堆內發熱分布及各部件內熱工狀態；後者與整個反應堆的反應性、反應性控制及燃料增殖性能有關。(3)反應堆建造完畢...
鏈式反應就是在堆芯中進行的。反應堆 反應堆是指能夠在受控下(所以不會發生核子彈那樣爆炸)持續進行核裂變鏈式(連鎖)反應的 裝置。所以把它叫做“堆”，是因為世界上第一個核反應堆是用石墨塊(用以控制反應速度) 和金屬鈾塊(反應燃料)一層一層交替地“堆”起來而構成的。後來，其他不用石墨的核反應 裝置，仍...
當反應堆工作溫度超過700℃時，實際上就找不到可用的金屬包殼材料。而在高溫氣冷堆中，工作溫度高達1000℃，這時只有石墨可以作為核燃料元件包殼和堆芯結構材料。另外，高純石墨的熱中子吸收截面比鎂還小。用於核反應堆的石墨要嚴格控制其中的雜質含量，例如一般要求硼含量小於1×10。由於石墨的熱導率高，抗熱震性...
核反應堆裝卸檢修工具的設計應在滿足防止燃料組件跌落的同時保證操作人員免受超限劑量輻射，因此設計時應滿足以下要求：（1）接收裝置必須具有輻射安全防護功能，對操作人員起到輻射防護作用；（2）接收裝置在使用過程中應保證燃料組件的安全；（3）接收筒在上接收位置時，應能與禁止筒組件的內方孔對準以便燃組件能順暢...
(1)提高了燃料芯體中鈾的質量比。原型堆元件中鈾的質量比為8.5%，而西安脈衝堆提高到12%，每根燃料元件中235U 含量達57.1g，而原型脈衝堆每根元件中235U 含量為39.7g。(2) 適當調整了燃料元件芯體與包殼間徑向間隙及芯體與上端塞間的軸向間障，以適應西安脈衝堆高性能運行的要求。控制棒 西安脈衝堆共有6...
壓力管包容燃料和重水冷卻劑，定位在排管容器的排管內。壓力管由鋯-2.5鈮合金製成，具有低的中子吸收截面和高的強度，並有良好的抗腐蝕和抗輻照性能。壓力管的壁厚考慮了腐蝕和容許的磨損量，滿足應力需要的最低要求。由於壓力管處於高溫、高壓和高輻照的工作環境，設計壽命為25年。端部件組件屬於壓力管在堆芯外...
包殼材料要求對中子有較小的吸收截面，足夠的機械強度，良好的熱導率，耐輻照，同裂變材料和冷卻劑在化學上能相容，價格低廉，易於加工。低溫小功率反應堆可以用鋁或其合金做元件包殼，核電站用反應堆一般用鋯合金做包殼，也有用不鏽鋼的，在溫度高達700℃以上的高溫氣冷堆中則用石墨做燃料包殼。U和Th本身不易...
而且整個反應堆系統結構簡單，沒有複雜的管道和閥門，可以有效降低反應堆的建造和運行成本。更重要的是，小型自然循環反應堆具有良好的非能動安全特性，可以顯著提高反應堆的安全性。此外，由於取消了機械泵，小型自然循環反堆還有噪音低的特點。小型自然循環反應堆要求所採用的冷卻劑具有較好的熱膨脹性能，能夠在設計的...
燃料球是高溫氣冷反應堆中使用的一種核燃料，屬於固體核燃料中得彌散型燃料。其主要優點是高燃耗、高傳熱效率和高強度、塑性和耐蝕性良好。簡介 燃料球是高溫氣冷反應堆中使用的一種核燃料，屬於固體核燃料中得彌散型燃料。即將燃料顆粒彌散分布在導熱性好的基體中。目的：改善燃料性能，克服陶瓷型燃料的導熱和延性...
慣性約束的好處在於設備可以做小，而且開、關火控制性能也比較好，適合在未來用於飛行器等領域，但其缺點是需要消耗大量能源產生雷射用來點火，而且燃料靶丸製造成本也很高。（三）聚裂變混合堆 聚變技術，包括進展得比較快的托卡馬克，為了獲得有益的能量輸出，要求聚變產生的能量，遠大於為創造實現聚變的條件而消耗的...
一座反應堆的臨界質量通常指反應堆芯部中沒有控制棒和化學補償毒物情況下的臨界質量。反應堆的臨界質量取決於反應堆的類型、材料成分、幾何形狀和結構等條件，但對於任何一個特定的反應堆系統，它是一個確定的數值。例如，用235U作燃料的反應堆，其臨界質量可以小於1kg，大到200kg。前者是含有235U富集度為90%左右的...
慢化劑要求 對反應堆慢化劑材料的性能要求是：（1）具有較大的中子散射截面，慢化中子能力強；（2）具有較小的中子吸收截面，吸收中子少；（3）與反應堆冷卻劑材料及燃料（棒）包殼材料有良好相容性；（4）核輻照性能穩定。通常用慢化比來全面衡量慢化材料的性能，慢化比=ξΣs/Σa，式中ξΣs為材料的中子慢...
自然界幾乎不存在氚(僅為氫的10-18)，必須用人工方法製備。通常在反應堆內，利用熱中子與6Li的核反應進行生產：63Li+10n→31H(或T)+42He 在堆內生產氚的關鍵是輻照靶件。對靶件的基本要求是鋰—6的濃度要大，不含氫、無其它中子吸收截面大的雜質、輻照性能穩定、易於從輻照過的靶件中將氚分離出來以及不...
