小型模塊化鉛鉍快堆事故容錯燃料循環(huán)特性研究
核工程與核技術(shù)
資助企業(yè):
中廣核研究院有限公司
資助年份: 2022
企業(yè)導師: 李志勇
指導教師: 郭輝
項目成員: 李梓康,沈書秋
項目簡介
項目概述
本課題基于蒙特卡羅程序OpenMC,建立了SVBR-100先進燃料堆芯的蒙特卡羅精細化模型,掌握堆芯基本中子學特性,并建立堆芯有效截面的產(chǎn)生方法。基于SVBR-100先進燃料有效截面庫,建立了計算效率更高的快速燃耗算法,并以此建立SVBR-100先進燃料循環(huán)模型。在SVBR-100先進燃料循環(huán)模型的基礎(chǔ)上,本課題研究了不同先進燃料、不同燃料循環(huán)策略對SVBR-100堆芯鈾資源利用效率、钚增殖率和次錒系核素嬗變能力的影響。
項目目標
本課題取得了以下成果:小型鉛鉍快堆燃料循環(huán)特性調(diào)研、基于蒙特卡羅程序OpenMC的SVBR-100堆芯精細化模型、基于堆芯快速燃耗計算方法的SVBR-100全壽期燃料循環(huán)特性模型、SVBR-100先進燃料循環(huán)策略分析、多型先進燃料循環(huán)特性分析。本課題的研究成果,將為SVBR-100提供技術(shù)參考,為優(yōu)化小型鉛鉍快堆燃料循環(huán)策略提供依據(jù),有利于提高小型鉛鉍快堆燃料循環(huán)對核燃料的利用率,以及對次錒系核素的嬗變能力,從而提升SVBR-100技術(shù)的經(jīng)濟性和清潔性,增強該技術(shù)的市場競爭力。
項目成果
本課題應用基于修正后的單組件蒙特卡洛精細靜態(tài)計算有效截面庫的快速燃耗計算方法,實現(xiàn)了SVBR-100先進燃料循環(huán)模型,量化分析多型先進核燃料對小型鉛鉍快堆循環(huán)特性的影響規(guī)律,計算得出了不同先進燃料、不同循環(huán)策略對次錒系核素嬗變能力、對鈾钚資源利用效率的影響。結(jié)果表明,閉式循環(huán)可以較大地提高鈾钚資源利用效率,減少次錒系核素的產(chǎn)生量,但并不利于钚增殖。在先進燃料中,碳化物燃料可以最大化地利用U-238資源且有著最好的钚增殖特性,有具有一定開發(fā)價值的一種先進核燃料。金屬燃料在閉式循環(huán)中,有著最少的次錒系核素產(chǎn)生量,有利于乏燃料的后處理及減少高放廢物處置體積。





