学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

高通量超热中子堆芯设计及长寿命核废物嬗变的研究

作　者: 赵伟
导　师: 刘滨
学　校: 华北电力大学（北京）
专　业: 核反应堆物理与安全
关键词: 少数锕系核素嬗变核废物中子经济性蒙特卡洛方法先进核燃料循环
分类号: TL32
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 153次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着核电事业快速发展,核能安全利用受到普遍关注,核电站乏燃料后处理(尤其是长寿命放射性锕系核素后处理)成为解决核电发展瓶颈的关键技术。目前分离-嬗变技术成为国际上解决乏燃料后处理的研究热点,而嬗变技术主要研究对象是热堆、快堆和加速器驱动次临界装置。本课题主要研究热中子堆嬗变技术,在结合已有的成果基础上,提出高通量超热中子堆嬗变方案,通过蒙特卡洛程序(MCNP)对稠密栅棒型热堆、快堆和高通量超热中子堆三类堆芯进行建模,对其中子物理特性和嬗变锕系核素能力进行对比研究,并分析了高通量超热中子堆芯加入锕系核素后堆芯反应性、中子能谱及中子通量密度的变化情况。本文对稠密栅棒型热堆和快堆的嬗变性能也进行了比较,同时对核电发展现状,我国锕系核素累积趋势,先进核燃料循环体系,分离-嬗变技术发展及现状,蒙特卡洛方法原理及涉及的中子物理计算等方面理论进行了阐述。本文得出主要结论有：1)MA核素在中子通量密度达到1016n/cm2·s数量级超热中子堆中具有较好的嬗变效率,其裂变比优于快堆和稠密栅棒型热堆,具有更好的中子经济性；2)快堆比稠密栅棒型热堆具有更好的嬗变效率和中子经济性；3)热堆、快堆和超热中子堆加入MA核素后,堆芯中子能谱都有硬化现象,超热中子堆内中子通量密度出现不均匀化趋势,在嬗变区内中子通量密度有一定提高。本文所得出的数据和结论将对我国乏燃料的后处理及嬗变技术研究具有-定的意义和价值。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第1章引言  10-18
  1.1 课题背景及意义  10-13
  1.2 MA核素性质及我国MA核素的累积趋势  13-18
    1.2.1 MA核素的性质  14-16
    1.2.2 我国MA核素的累积趋势  16-18
第2章分离-嬗变技术  18-30
  2.1 先进核燃料循环体系概述  18-20
  2.2 分离-嬗变技术概述  20-26
    2.2.1 分离技术现状  21-22
    2.2.2 嬗变技术发展及现状  22-24
    2.2.3 我国的分离-嬗变技术  24-26
  2.3 热堆和快堆嬗变性能分析  26-30
第3章蒙特卡洛方法及中子物理计算基本理论  30-39
  3.1 蒙特卡罗方法与MCNP程序  30-32
    3.1.1 蒙特卡罗方法  30
    3.1.2 蒙特卡罗方法解决粒子输运问题  30-32
    3.1.3 MCNP程序简介  32
  3.2 MCNP程序主要卡的介绍  32-36
    3.2.1 重复结构卡  33-34
    3.2.2 KCODE卡和KSRC卡  34-35
    3.2.3 记数说明卡  35-36
  3.3 中子物理计算基本理论  36-39
    3.3.1 响应量的计算  36-38
    3.3.2 原子核密度的计算  38-39
第4章超热中子、热中子和快中子堆芯的设计  39-51
  4.1 概述  39-40
  4.2 稠密栅棒型热堆堆芯建模  40-43
  4.3 快堆堆芯建模  43-46
  4.4 高通量超热中子堆芯建模  46-48
  4.5 超热中子堆、热堆与快堆嬗变区中子能谱  48-51
第5章嬗变MA性能分析  51-59
  5.1 概述  51
  5.2 MA核素在三种堆芯中嬗变反应率比较  51-52
  5.3 MA核素在三种堆芯中嬗变中子经济性比较  52-54
  5.4 堆芯加入MA核素后中子能谱变化  54-59
第6章结论  59-61
参考文献  61-64
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果  64-65
致谢  65

高通量超热中子堆芯设计及长寿命核废物嬗变的研究

内容摘要

全文目录

相似论文