《轉化比可調的快中子反應堆堆芯物理基礎問題研究》是依託西安交通大學，由鄭友琦擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：轉化比可調的快中子反應堆堆芯物理基礎問題研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：鄭友琦
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
轉化比可調快堆是指在不對堆芯設計進行重大改動條件下實現轉化比可調的快中子反應堆，這一新思想使得快堆設計可以先於核工業發展要求，滿足對核能發展形勢的動態回響。現階段，我國為解決核燃料供給問題主要發展以增殖為目的的高轉化(增殖)比快堆，但是隨著核能的持續發展，核廢料的焚燒同樣可以由快堆完成，而以焚燒為目的的快堆轉化比較低。為此，研究具有可調轉化比的快堆具有重要的意義和套用價值。針對轉化比可調快堆，轉化比的變化會對堆芯物理過程和物理參數帶來顯著的影響，而這些影響會直接決定反應堆的安全、可控。因此，本課題擬針對轉化比可調快堆，進行轉化比變化條件下的堆芯物理過程和物理參數分析研究，從堆芯物理方案和分析方法的建立、物理參數的計算與分析、物理問題的解決方法三個方面開展研究，闡述轉化比可調快堆的物理原理，揭示堆芯物理過程和物理參數隨轉化比變化的機理和規律，為設計轉化比可調快堆奠定理論基礎，提供參考依據。
結題摘要
轉換比可調快堆是指在不對堆芯設計進行重大改動的前提下實現轉換比可調的快中子反應堆，這一新思想使得快堆設計可以先於核工業的發展要求，滿足對核能形勢的動態回響。現階段，我國為解決核燃料供給問題，主要發展以增殖為目的的高轉化比（增殖）快堆。將轉換比可調快堆的概念和我國的快堆發展相結合可以很好的解決未來核工業發展對快中子增殖堆的需求以及大規模燃料後處理能力的配套問題。針對快中子反應堆的物理特性，本研究首先研發了適用於快堆堆芯物理計算的SARAX1.0軟體包。考慮到增殖比可調快堆的特點，採用具有優異增殖性能的U-Pu-Zr合金作為燃料，壓水堆乏燃料作為增殖材料。提出了採用相同的燃料設計，僅通過不同的堆芯布置來實現增殖比從1.1到1.4的堆芯方案。針對不同增殖比下的堆芯方案，分別進行了控制系統的價值評估，平衡循環下的反應性係數計算研究，初步熱工計算以及固有安全性評價。研究結果表明絕大多數的物理參數都沒有隨著增殖比的升高而產生明顯的變化，表明在快堆設計時即考慮轉換比可調的能力是可實現的。熱工計算和安全分析表明本研究所提出的堆芯方案在增殖比允許變化範圍內都具有固有安全性。此外，研究提出了具有代表性的，能夠實現兩種增殖比之間相互轉換的燃料管理方案，為轉換比調整在操作層面上的實現提供了參考。
