離子束聚變堆是技術較成熟的空間核反應堆，例如蘇聯的Topaz-Ⅰ，Topaz-Ⅱ熱離子反應堆，美國的SNAP—10A溫差發電反應堆。與熱堆相比，超熱中子堆體積小、質量輕、中子平均能量約0.1eV，比熱堆的平均中子能量（0.025eV）高。
基本介紹
- 中文名：離子束聚變堆
- 外文名：Ion beam accumulating reactor
簡介,反應堆控制系統,
簡介
離子束聚變堆是技術較成熟的空間核反應堆，例如蘇聯的Topaz-Ⅰ，Topaz-Ⅱ熱離子反應堆，美國的SNAP-10A溫差發電反應堆。
與熱堆相比，超熱中子堆體積小、質量輕、中子平均能量約0.1eV，比熱堆的平均中子能量（0.025eV）高。Topaz型熱離子核反應堆系統的反應堆與熱電轉換系統是組成一體的，主要由反應堆活性區、反應堆控制系統、冷卻系統、核輻射防護禁止和輔助系統等組成，
反應堆活性區是可控核裂變反應發生的地方，是核反應堆的心臟。主要部件有熱離子燃料元件、氫化鋯慢化劑、鈹反射層和鈉鉀合金冷卻劑。熱離子燃料元件用UO2。作核燃料，在活性區呈三角形排列。它既是反應堆的燃料，核裂變產生熱能，又是熱電轉換器件。
Topaz型熱離子反應堆活性區為圓柱形，幾十根熱離子燃料元件插在氫化鋯慢化劑中。反應堆活性區放在不鏽鋼容器里，四周是鈹反射層。在鈹反射層中，插有12個由鈹製成的轉動控制鼓。12個轉動控制鼓分成四組，兩組為安全鼓，保證反應堆處於次臨界狀態；兩組為調節鼓，控制反應堆的輸出熱功率。
圓柱體的氫化鋯慢化劑開有插熱離子燃料元件的孔，一層層堆疊，軸向用彈簧壓緊。氫化鋯表面塗防氫滲透塗層，防止氫化鋯高溫分解時氫泄漏，保持氫化鋯的中子慢化能力，以確保反應堆壽命期內有足夠的後備反應性。
反應堆控制系統
反應堆控制系統由轉動控制鼓、轉動控制鼓傳動機構、自動控制系統組成。轉動控制鼓由反射中子能力最強的鈹材料製成，形狀為圓柱體。沿圓柱體表面徑向120°的表面上覆蓋B4C中子吸收材料。調節鼓用於調節反應堆的輸出熱功率，調節鼓慢速均勻轉動，轉動180°需3～5s。
轉動控制鼓的傳動機構由電機、磁離合器、減速器、終端微型開關等組成。每個傳動裝置帶動三個轉動控制鼓，按相同方向以給定速度轉動。
自動控制系統由反應堆自動控制信號裝置和供電系統組成。自動控制信號裝置包括反應堆電源系統各種運行參數的遙測和數據分析系統，以及控制信號傳送和地面指令接收裝置。供電系統把熱離子反應堆產生的電能經電流電壓調節系統，為衛星、反應堆轉動控制鼓傳動裝置、反應堆冷卻系統的電磁泵、熱離子能量轉換器供銫系統提供電力，同時調節多餘的電力。
