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1、.o`口第5卷年第移`性J期月核Nu动力工程Vl.`掩2.压.ùelearPowerEn`ineeringAPr1马名4铀氮错反应堆及其应用介绍夏祥贵铀氢错反应堆(简称TRIGA)是由美国通用原子公司(G.A)研究和发展起来并为其笋断的一种具有独特性能和广泛用途的研究性反应堆.目前全世界已有二十多个国家和地区建造了六十多座这种类型的反应堆。这些J企均由G.A公司负责设计、建造和供抖。、,一铀氢铬反应堆的特点及工作原理运行就是在很短的时间内引入高达3一5元的正反应性.使堆功率迅速上升几千倍.乃至几万倍.如铀氢错反应堆与其它反应堆的最大区别在于它’,采一.一座稳态功
2、率为1500千瓦的I型铀氮铬反应堆在用了一种独特的燃料慢化剂元件这种元件是:.,.由浓缩铀和固态氢化错的均匀混合物(UZrH办引入3元反应性时脉冲峰功率可达2000兆瓦峰·制成的,.因而能产生一个很大的瞬发负温度系数通量可达6X功16中子/厘米2秒。在引入4.5元反应.·..。`(约为l0X10△儿/k/℃)比一般游泳池堆约大一性时峰功率为6400兆瓦从而大大地扩大了反应。个数盈级,比重水堆约大两个数量级。这里值得注堆的功能和用途图1为典型的铀氢错反应堆脉冲。..愈的是它的瞬发特性我们知道一般反应堆都有运行特性曲线.一个负温度系数,但它们的主要份额是缓发的,这是
3、因为慢化剂温度的升高总是滞后于功率和嫉料温功率峰值召250兆瓦,:~2度的增加也就是说这种负温度系数的主要贡献只反应堆周期奄秒引入反应性:2.33元。.能在功率上升一段时间后才能使反应性下降因一(163%业)瓜此,当发生功率陡增事敌时,这种缓发负温度系数还来,..不及起作用反应堆就可能被破坏而铀氢错堆则因为徽料和慢化剂是均匀混合在一起的.这就乌意味粉功率.随探份称的任何增加都将同时加热元件内的燃料和慢化剂.并立即使反应性下降,从而自动地调整其功率,使反应堆安全运行。铀氢错反应堆负温度系数的主要贡献是所谓的栅元效应.此外,脚U共振吸收的多普勒效应、燃料元件的瞬时膨
4、胀效应对铀氮错反应堆的瞬发负温度系数也有一定贡献。肠时.盆娜业.韶4拓瓦砂在一般反应堆内,周期不得小于功秒,更不允许反应性的增长超过缓发中子份额(一般为千分之六到七,用一元表示).如果达到所谓“瞬发临界”,时风`秒功率的增加速度将不再取决于缓发中子寿命.而是图1典型的脉冲反应堆的脉冲功率曲线取决于瞬发中子寿命。这样就可能在l秒钟内使功率升高千百倍.这当然是很危险的。可是铀氢错反铀氢错反应堆的脉冲运行是依靠堆芯内的脉冲,不仅增加。.应堆由于有很大的瞬发负温度系数1元棒来实现的一般可在几十毫秒内将棒抽出堆芯,的反应性没有危险甚至迅速引入高达5元的正反。一从而使功率迅
5、速上升这种棒采用电动气动联合..即靠压缩空气推动气缸内应性也不会有危险而且可以利用这一特点得到一驱动装置的活塞来提升个。,;一一,脉冲中子束也就是说这种堆不仅可以稳态运控制棒靠电动机减速箱滚珠丝杠来调节行程行.还可,..因而也改变脉冲峰功以脉冲运行故有脉冲堆之称所谓脉冲从而改变引入的反应性大小第2期铀氢错反应堆及其应用介绍(总189)93.图.率和峰通盆的大小G为I型堆的堆芯布置图、。二铀氢错反应堆的发展趋势I型堆是一种游泳池式研究反应堆堆芯装在、.这种堆从六十年代开始到现在已得到了不断的一个直径2米深7米的铝制水池内水池埋在棍凝.,..:上中堆芯上方以5来水层
6、作防护四周以25米厚改进和发展其趋势为。`,1.通,和功率逐步扭高的混凝土作防护之的主要实验设施有1个热柱第一座微型堆功率只有10千瓦。早期的I型堆控翻仲粗动机构,sx,、,予占`、才d门、.J汤tf,`古`卜J的稳态功率也只有100千瓦热中子通量只有101,中子/厘米卜秒.而现在雇造得最多的I型堆稳态功率为1000一2000千瓦(如用强迫循环冷却,可,6’3达3000千瓦)最大热中子通里可达X10中子/厘米二·秒.建造在罗马尼亚的高通量堆(丁型堆,即元件材料考验堆、.稳态功率达1峨000千瓦.最大热·,X10,.中子通量达“中子/厘米秒2.脉冲运行能力不断提高
7、。早期的铀氢错反应堆只能稳态运行而2钧千瓦的I型堆(用铝包壳的标准型元件)的脉冲峰功。率为1200兆瓦1500千瓦的I型堆(不锈钢包壳标准型元件).当引入3元反应性时,峰功串可达2000.,。兆瓦;引入45元反应性时峰功率可达6魂00兆瓦ACPR,建造在日木的环芯堆()其峰功串可达17500,3X10,·兆瓦峰通里达”中子/厘米秒3.堆芯寿命不断延长,l兆瓦一.在使用标准元件时堆芯寿命为年而使用含饵的长寿命元件时,堆芯寿期可达10兆瓦..,一年这样一座1000千瓦的I型堆如果负荷因图2铀氮铬堆总图子为70嗬,则可运行15年不换料。4.型号不断增加,用途不断扩大目
8、前已建成的堆型主要有I、
