熱禁止層

熱禁止層全稱 “反應堆熱禁止層”。是用來減弱堆芯核輻射，防止壓力殼受直接輻照而脆化的阻擋層。常為一由一層或數層不鏽鋼或硼鋼製成的圓筒體，布設在反射層與壓力殼之間。

基本介紹

• 中文名：熱禁止層
• 外文名：thermal shield
• 全稱：反應堆熱禁止層
• 作用：減弱堆芯核輻射

結構

其厚度一般為0.1～ 0.2m。熱禁止應具有將從堆芯逸出的中子通量降低到10(cm·s)的能力。熱禁止層的結構有兩種。①分層結構，分別衰減中子和γ射線；②單層結構，既能衰減中子又能衰減γ射線。設定在芯堆和主禁止層之間。

禁止材料

熱禁止材料應使用能有效減少進入主禁止的輻射能量，保護反應堆主禁止層(生物禁止層)，不致因吸收輻射能量後產生大量熱量引起禁止層內巨大的熱應力，而導致禁止層損壞的材料。

應滿足下列要求：①具有良好的熱中子吸收性能，同時不產生γ射線或只產生低能量的γ射線;②具有良好的γ射線衰減性能;③在輻照下是穩定的；④具有良好的熱導性能；⑤價廉、易加工。常用的有硼鋁、加硼鋼和含硼石墨等。

熱量釋放

熱禁止層內的釋熱是吸收γ射線而引起的。堆芯內γ射線有三種來源：即裂變時瞬發的γ射線，裂變產物衰變時放出的γ射線和中子俘獲反應產物放出的γ射線。

(1)裂變時瞬發的γ射線能量：在反應堆內用U做燃料時， 每發生一次裂變放出的瞬發γ射線能量平均約為5MeV。如果反應堆的熱功率是P(kW)， 則裂變時瞬發γ射線的總能量是Eγ，₁=2.48×10P。

(2)裂變產物衰變時放出的γ射線能量：每次裂變產生的裂變產物，在衰變時，約放出6 MeV的γ射線能量。反應堆內的裂變放出的γ射線的總能量是Eγ₂=2.97×10- P。

(3)中子俘獲反應產物釋放出的γ射線能量：中子俘獲反應產物放出的γ射線能量，與堆芯中燃料和結構材料的類型、數量和布置有關。

套用情況

由於吸收中子和γ射線都會發熱，因此需要對熱禁止進行冷卻。 經驗計算表明，如適當加大壓力殼的直徑，增加反射層的厚度，同樣能起到保護壓力殼的作用。因此，現代壓水堆原則上已不再需要熱屏 蔽，或至多在某些薄弱部位設定局部的熱禁止。