AP1000嬗變MA對安全性影響的研究.pdf

1、分離-嬗變技術(shù)是將乏燃料中的有用核素和高放射性核素分離出來，將高放射性核素放入專門的反應(yīng)堆中，對其進(jìn)行中子照射，使其轉(zhuǎn)變成低放射性核素、穩(wěn)定核素或者高放射性的有用核素。本文主要研究在AP1000堆芯中嬗變MA核素對反應(yīng)堆安全性能的影響。首先通過MCNP程序搭建AP1000堆芯，通過模擬參數(shù)使其達(dá)到臨界。本文采用在燃料芯塊周圍添加MA涂層的方案將MA核素引入到堆芯中，這種MA涂層的方法可以提高M(jìn)A嬗變率。本文根據(jù)MA涂層的不同厚度設(shè)計(jì)出1

2、1種方案。AP1000堆芯首循環(huán)根據(jù)燃料富集度不同分為三個(gè)燃料組件區(qū)域，本文根據(jù)MA嬗變棒引入堆芯的不同方式設(shè)計(jì)出7種方案。通過MCNP程序?qū)⑦@77種方案寫入到搭建好的AP1000堆芯中。
　　通過MCNP程序模擬每種方案的有效增殖因子，在相同MA核素添加質(zhì)量的情況下本文選取有效增殖因子最大的方案，即對堆芯反應(yīng)性影響最小的方案。通過比較各種方案，我們選取在堆芯最外圍燃料富集度為4.45％燃料區(qū)域添加MA嬗變棒為優(yōu)化方案。
　

3、　MA核素的引入會(huì)在一定程度上起到了類似堆芯毒物的作用，本文使用MA核素代替堆芯冷卻劑中硼酸的作用。通過MCNP程序模擬計(jì)算了上述最優(yōu)化方案中不同MA涂層厚度的方案所能替代的硼酸濃度。為了減小MA核素的引入對堆芯安全性能的影響，我們選取MA涂層厚度為0.002 cm方案為最優(yōu)化方案。
　　通過MCNP程序模擬計(jì)算得到堆芯添加MA核素后的中子通量，通過與正常堆芯對比，發(fā)現(xiàn)MA核素的引入不會(huì)對堆芯中子通量能譜產(chǎn)生影響。通過MCNP程序

4、模擬計(jì)算得到堆芯的功率峰因子，通過比較MA核素添加前后的變化可以發(fā)現(xiàn)，由于MA核素的引入，堆芯的功率峰因子從1.5569增加到1.9847，且功率分布變得不均勻，這意味著MA核素的引入對堆芯安全性能造成一定程度的不利影響。
　　通過NJOY和MCNP程序計(jì)算得到最優(yōu)化MA添加方案的燃料溫度系數(shù)和慢化劑溫度系數(shù)，并通過和未添加MA核素的正常反應(yīng)堆對比，我們發(fā)現(xiàn)最優(yōu)化方案的燃料溫度系數(shù)為負(fù)值，具有負(fù)反饋效應(yīng)，但是絕對值比正常堆芯的燃料