石墨-熔盐反应堆堆芯中子通量与钍铀转换比

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1、第44卷第6期2012年12月南京航JournalofNanjing空航天大UniversityofAerona学学报utics&AstronauticsV01．44No．6Dec．2012石墨一熔盐反应堆堆芯中子通量与钍铀转换比汤晓斌1谢芹1’2姚泽恩2陈达1(1．南京航空航天大学材料科学与技术学院，南京，210016；2，兰州大学核科学与技术学院，兰州，730000)摘要：作为获国际认可的第四代按电站反应堆堆型之一的熔盐堆(Moltensaltreactor。MSR)，英有固有安全性高、经济性好、核资源可持续发展以及易于防止核扩散等优点。针对石墨-熔盐零功率堆

2、的几何参数，利用蒙特卡罗计算程序MCNP5建立了物理计算模型，计算临界情况下堆芯径向、轴向中子通量及增殖区厚度与Th—U转换比(Conversionratio，CR)的关系。结果表明，(1)石墨一熔盐零功率堆堆芯中子通量密度分布较为平坦；(2)石墨一熔盐零功率堆反射层厚度和增殖区厚度在一定范围内，CR随反射层厚度或增殖区厚度的增加而增加，当超出该范围，CR不再随反射层厚度或增殖区厚度的增加而明显增加。关键词：熔盐堆；蒙特卡罗方法；MCNP；中子通量中图分类号：TL329文献标识码：A文章编号：1005—2615(2012)06—0775—05NeutronFlux

3、andTh-UConversionRatioforGraphite-MoltenSaltReactorTangXiaobinl，XieQinl”，YaoZeen2，ChenDal(1．CollegeofMaterialScienceandTechnolgy，NanlingUniverseityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China；2．SchoolofNuclearScienceandTechnology，LanzhouUniversity，Lanzhou，730000，China)Abstract：Them

4、oltensaltreactor(MSR)iStheonlyoneliquid—ruelreactorinsixcandidatesofGenera—tionIVadvancednuclearreactor，whichischaracterizedbyremarkableadvantagesinsafety，economicsandsustainabledevelopmentofthefissileresourceandproliferationresistanceofnuclearenergy．Ade—tailedcomputationalmodelusingt

5、heMonteCarlocodeMCNP5issetup，inordertostudyaboutradi—cal／axisneutronfluxandtheinfluencesofthereflectthicknessorblanketthicknessontheconversionratio(CR)oftheTh—Utuelcycle．Mainresultsobtainedinthiscalculationshowthat：(1)Theneutronfluxdistributionofthegraphite—moltenzeropowerreactorcorei

6、srelativelysmooth．(2)CRwillin—creasewiththeincreasingofthethicknessofreflectorand／orthethicknessofbreedingregioninacer—tainrangeandwhenitexceedsthisrangeCRcannotgetincreasedsignificantly．Keywords：moltensaltreactor(MSR)；MonteCarlomethod；MCNP；neutronflux熔盐堆概念最早由美国橡树岭国家实验室(0akridgenation

7、allabtoratory，ORNL)提出[1J，由于其中子经济性、连续换料特性和固有安全性、发电效率高、核资源利用效率高、防止核扩散等优点倍受国际核能界的推崇[2-3】，并被第四代国际核能论坛(GIF)确定为6种第四代反应堆候选堆型之一，同时也是唯一的一个液体燃料反应堆H]。熔盐堆与其他堆型最大的不同是其采用溶解在氟化锂、氟化钠等氟化物的钍或铀的液态融合物作为燃料[5]。这个特性决定了熔盐堆中熔盐既是燃料又是冷却剂，且熔盐堆中含有的裂变材料仅在其流入堆芯时达到临界。这一与现有常规固体燃料反应堆截基金项目：中国博士后科学基金(20100481140)资助项目；南京

8、航空航天大