新型吸收剂与局部慢化剂相结合的快堆控制棒设计研究

• 作者: 郭辉 顾汉洋 冯快源 于超
• 来源期刊: 核科学与工程
• 学科: 工学
• 关键词: 快堆 控制棒 吸收剂 慢化剂
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 反应堆工程
• 页码范围: 44-52
• 页数: 9页
• 分类号: TL371
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0258-0918.2022.01.006

摘要

新一代快堆对其控制棒的安全性、使用寿命和经济性提出了更高的要求.传统快堆控制棒以碳化硼(B4C)为吸收剂,但B4C的气体释放、吸收力损失、高温包壳碳化失效及辐照膨胀限制了其安全使用寿命.本文利用能有效处理控制棒空间自屏蔽现象的确定论计算方法,设计并分析了基于替代吸收剂与局部慢化剂的快堆新型控制棒.本文从中子吸收能力、安全特性及废物处理等方面考察了硼化物、氢化物、稀土金属氧化物及金属四大类多种吸收剂.结果表明在不同吸收力区间,都有相应新型吸收剂可替代传统B4C.大型快堆控制棒所需吸收力较低,可利用稀土金属氧化物作为长寿期吸收材料;中型快堆可考虑使用导热性优异的TiB2或中子特性良好的HfH1.62;小型模块化快堆可考虑使用HfB2作为超长寿期吸收剂.本文还介绍了吸收剂与慢化剂相结合的新型控制棒,结果表明局部慢化剂可加强控制棒吸收能力或节约吸收剂使用.本文结果将为快堆新型控制棒的研发提供重要参考.