10-MWt固态钍基熔盐堆乏燃料贮存系统临界安全影响分析

• Published in: 核技术 Vol. 38; no. 5; pp. 86 - 91
• Main Author: 田金 夏晓彬 彭超 张志宏
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国科学院大学 北京100049%中国科学院上海应用物理研究所 嘉定园区 上海201800 2015; 中国科学院上海应用物理研究所 嘉定园区 上海201800
• Subjects: 临界安全分析; 临界计算; 乏燃料元件; 熔盐浸渗; 钍基熔盐堆; 临界安全分析; Criticality safety analysis; Spent nuclear fuel element; 熔盐浸渗; 乏燃料元件; 临界计算; Molten salt infiltrate; 钍基熔盐堆; TMSR; Criticality calculation
• ISSN: 0253-3219
• DOI: 10.11889/j.0253-3219.2015.hjs.38.050602

10-MWt固态钍基熔盐堆（Thorium-based Molten Salt Reactor-SolidFuel，TMSR-SF）使用TRISO（Tri—structural isotropic）颗粒燃料元件，并采用熔融氟盐作为一回路冷却剂，附着在燃料元件上的熔盐有可能影响系统反应性。因此，需要分析在燃料元件的贮存过程中熔盐附着燃料元件对贮存临界安全的影响。使用SCALE6-1的TRITON（Transport Rigor Implemented with Time-dependent Operation for Neutronic depletion）模块对TMSR-SF堆芯建模并进行燃耗计算，使用MCNP对乏燃料贮存系统进行临界计算。分别考虑熔盐浸渗球形燃料元件和熔盐包覆在球形燃料元件表面两种典型情况下，熔盐附着对贮存系统反应性的影响。针对乏燃料贮存系统，以浸渗最大量，即熔盐体积是石墨体积的13．9％为前提，临界计算结果表明，熔盐浸渗入石墨基体贮存系统的反应性比熔盐包覆在球形燃料元件表面的贮存系统的反应性要大5％；与没有熔盐附着的情况相比，有熔盐附着的情况下贮存系统反应性要大15％。对乏燃料贮存系统的临界安全分析可知，两种典型的熔盐附着模型对贮存系统的反应性存在一定的影响，但无论是熔盐浸渗还是包覆，贮存系统仍处于次临界，意味着贮存系统在正常工况下是安全的。