聚变-裂变混合堆展望

简述了核裂变、核聚变研究的进展,以及国际热核实验堆（ITER）和我国863计划中聚变-裂变混合堆的研究现状,探讨了我国发展混合堆的迫切性与可行性。     

聚变-裂变增殖堆包层的初步中子学设计

 基于国际热核实验堆ITER的堆芯参数和套管结构,对聚变-裂变增殖堆包层的进行了初步中子学设计。基于国际热核实验堆的堆芯参数提出了采用套管结构,以天然金属铀为燃料和硅酸锂为氚增殖剂的快裂变-增殖堆包层的初步中子学设计设计方案。使用FENDL 2.1核数据库及MCNP程序自带的核数据库,用MCNP程序对套管结构快裂变-增殖堆包层进行一维的方案筛选及三维中子学的计算分析。计算分析包层内的一维功率密度分布、产氚率、钚增殖率分布,通过优化设计分析给出合理的包层设计方案,并计算氚增殖率TBR、能量放大倍数M、有效增值系数k_eff、裂变增殖比等参数。     

聚变堆氦冷固态增殖包层中子学分析

聚变堆固态包层框架下,针对初步设计的聚变堆氦冷固态包层进行了中子学分析。选择增殖区的氚增殖剂和中子倍增剂分层分布方案,建立了20°对称D型轮胎环全堆计算模型,对聚变中子源分布离散化处理。借助M on te-C arlo粒子输运程序M CNP对聚变堆包层的氚增殖性能和核热功率进行了计算。结果表明,堆总体氚增殖率达到1.247,核热密度峰值在赤道包层模块,能够实现聚变堆运行的氚自持条件。     

聚变-裂变能源混合堆可行性及在我国核能发展中作用的分析

简要论述了核能在我国能源发展战略中的地位及聚变－裂变混合堆在核能持续发展中的重要作用。对以不久将来即可实现的ITER聚变装置作驱动堆芯、天然铀水冷裂变系统作包层的混合堆做了细致的分析。这种混合堆型可以实现GWe级净电功率输出,年造钚1 656 kg,支持2.68个同功率压水堆电站对易裂变燃料的需要。初步的经济评估说明,混合堆电的成本是同功率压水堆电成本的1.67倍;而在不计燃料成本的情况下,混合堆与压水堆组合系统电的成本是同功率压水堆电成本的1.18倍。考虑到一般压水堆需消耗大量的天然铀,加上铀浓缩成本,混合堆与压水堆组合系统电的成本,与压水堆电的成本是可以相比拟的。     

紧凑型聚变-裂变混合堆发电成本优化分析

利用聚变系统分析程序在大半径与小半径之和保持不变的条件下,通过优化聚变-裂变混合堆中心螺管尺寸,对紧凑型聚变-裂变混合堆发电成本进行了优化分析,并找出其最佳设计点,计算结果表明该堆具有较好的经济优势．     

Z箍缩驱动聚变裂变混合堆——一条有竞争力的能源技术途径

介绍了国内外Z箍缩研究现状,探讨了利用Z箍缩驱动核能源的新能源技术,证明Z-Pinch驱动聚变裂变混合堆是一条非常有竞争力的能源路线。     

聚变中子学计算分析及UW截面库的评估

使用ＡＮＩＳＮ程序及ＵＷ截面库对一系列物理情形（特别是混合堆包层的氚增殖比Ｔ和燃料增殖比Ｆ）作了计算，并与国内外相应的理论和实验结果作了比较。结果表明ＡＮＩＳＮ程序在清华大学ＥＬＸＳＩ计算机上的调试是成功的．相应的ＵＷ截面库是可以信赖的，它们可以被用作为聚变中子学计算的工具。最后指出本文与文献中计算结果的较大差别是由于两者使用的截面数据不同而引起。     

聚变-裂变混合堆液态锂铅包层中氚提取系统设计

液态锂铅合金是很有前途的聚变-裂变混合堆(FFHR)产氚包层增殖材料。作为聚变-裂变混合堆中最重要的辅助单元,液态锂铅包层氚提取系统(LLLB-TES)通过含0.1%H2的低压氦吹洗气流,将产氚包层中产生的氚交换和载带出来,进入同位素分离系统中连续进行氚的提取,实现混合堆氘氚核燃料的循环。为了完成这一挑战性工程的前期概念设计,本文给出了该系统总体参数、工艺流程、辅助设施等方面的描述,将TES划分为锂铅鼓泡、吹洗气配制、氢同位素色谱分离和氚贮存4个回路,凸现工程化的应用前景。     

反转反应堆堆芯组件中子学问题初步研究

针对反转反应堆(inverted pressurized water reactor-简称IPWR)中子学问题,首先构筑了IPWR全尺寸堆芯模型,在该模型的基础上进行了堆芯组件临界计算和中子学相关参数计算,确定了当氢重比为6.5,水棒直径范围为7～12 mm得组件栅元尺寸设计范围.同时通过点燃耗程序分析了不同可燃毒物在组件中均匀分布时,无限增殖系数随燃耗的变化,确定选择Er2O3作为IPWR堆芯可燃毒物.     

聚变堆包层信息模型建模与信息集成技术研究

聚变包层的概念设计现已突破信息彼此孤立的传统方法,而是借助现代CAD技术创建集成信息模型并利用现代CAE技术对其全面系统地工程分析。依据从面向研究到面向工程的全过程统一的建模思想,分析了包层信息模型的信息组成;给出了包层信息模型的信息集成策略和包层几何模型建模策略;经过特征提取和抽象,采用BNF范式对包层几何模型进行了定义,并规范相关概念;由此在UG平台上创建了FDS包层的可变几何模型,并实现了信息的集成。     

快速启动改装UASB装置处理高浓度废水的试验研究

利用改装UASB装置在5天的培养过程中,快速培养出稳定的好氧颗粒污泥,并对高浓度废水处理效果进行同步监测。实验表明,反应器运行5天后成熟的好氧颗粒污泥粒径达1.5~2.5mm,性状稳定。对COD负荷≥8000 mL/g的污水处理效率保持在97%以上,对NH4+-N的处理效率稳定在70%以上。     

~(99)Tc靶件中子学特性及释热率特点的初步研究

99Tc是一种重要的长寿命裂变产物,半衰期长,极易随地下水迁徙扩散.将99Tc嬗变为短寿命或稳定核素,可有效降低其对环境的危害.99Tc在热中子谱下具有较大的吸收截面,采用PWR嬗变99Tc是一种可行途径.为了评估99Tc嬗变靶件对PWR堆芯中子学参数的影响,并为含嬗变靶件的PWR组件热工水力计算提供数据,本文对含99Tc的17×17 PWR组件进行模拟计算,给出了99Tc靶件加入前后,燃料温度系数、慢化剂温度系数的变化规律;计算了稳态工况下99Tc靶件的轴向释热率.相关结论可为PWR嬗变99Tc研究提供参考.     

复合生物反应器处理制药废水的启动研究

进行了复合式生物反应器处理化学合成类制药废水的启动试验,结果表明系统启动时间较短,具有良好的抗冲击负荷能力。当进水质量浓度COD为810mg/L～1210mg/L,NH3-N为31mg/L～82mg/L,SS为310mg/L～572mg/L时,其去除率最高分别达到70%、50%和85%以上,系统运行呈现出了良好的稳定性。     

医院中子照射器堆芯中子学参数计算方法

 建立了利用WIMS+CITATION计算医院中子照射器I型堆(IHNI-I)堆芯中子学参数的模型。栅元群常数计算采用WIMS束棒几何模型,控制棒、顶铍反射层、底铍反射层、侧铍反射层以及堆芯每一环燃料元件作为不同栅元类型;全堆芯计算采用CITATION程序R-z几何模型。计算了堆芯的功率分布、顶铍反应性价值、控制棒价值、温度系数、堆芯燃耗等中子学参数,计算结果与文献数据一致。本文所建立的计算模型可用于IHNI-I堆芯的物理计算。