强激光与粒子束

作者：张成龙, 袁媛, 堵树宏, 刘国明, 贺楷, 杨海峰, 霍小东,

关键词：气冷微型堆, 可燃毒物, 燃耗特性, 堆芯寿期, 反应性控制,

为分析气冷微型堆可燃毒物布置策略，分别建立长寿期（15 MW-20 a）、短寿期（5 MW-1 a）、较长寿期（5 MW-3～10 a）不换料堆芯模型，利用通用蒙卡程序，研究气冷堆中常用可燃毒物核素种类、可燃毒物布置方案对堆芯反应性、寿期等特性的影响。研究结果表明：长寿期堆芯中，整体型Er2O3可以有效控制堆芯剩余反应性，但在寿期末会造成一定的反应性惩罚；整体型B4C可以较好地控制堆芯剩余反应性，并在寿期末几乎不会造成反应性惩罚，通过分区布置还可以优化功率分布；分离型B4C可以使燃耗特性曲线在寿期初和寿期中变化很平坦。短寿期堆芯中，分离型Gd2O3毒物棒可以很好地控制剩余反应性且不会缩短堆芯寿期；常见的B4C布置方式并不合适，但B4C弥散在堆芯石墨内可以起到较好的毒物效果。较长寿期堆芯中，分离型Gd2O3毒物棒不仅可以有效控制剩余反应性，还可以保证堆芯具备仅依靠温度负反馈实现自动停堆的固有安全性。研究结果将为后续气冷微堆型号研发提供指导。

来源：2022年第2期

《强激光与粒子束》期刊编辑部

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