聚变驱动次临界堆双冷嬗变包层第一壁结构热应力计算与分析

使用有限元程序对聚变次临界堆双冷嬗变包层第一壁进行数值模拟 ,给出不同载荷条件下的温度场和应力场分布 ,结果证明典型氦气系统设计满足热工要求。依据数值模拟结果对第一壁氦气载热能力进行分析 ,并考虑了流道形状对结构热应力的影响。     

高温包层内多层插件流道内液态铅锂MHD流动数值分析

包层是聚变反应堆能量转换和提取的关键部件,聚变高温制氢堆(FDS-Ⅲ)高温液态铅锂包层(HTL)中采用创新型多层插件(MFCI)技术,由SiC_f/SiC组成的流道插件使液态铅锂实现了1 000℃左右出口温度,从而达到更高的热电转换效率和制氢能力。液态金属磁流体动力学效应MHD效应是HTL包层的重点问题之一。本文以高温包层结构为参考,采用FDS团队自主开发的磁流体动力学与热工水力学耦合模拟软件MTC,对高哈特曼数下典型多层插件流道内的液态铅锂MHD流动特性进行了数值模拟,分析了不同插件电导率对流道之间电磁耦合现象的影响。     

空气污染排放视角下中国核电的健康效益

核电在改善空气质量方面具有重要的作用。本文对比了核电与煤电的空气污染物排放系数,根据空气污染物引起的死亡率与人均燃煤发电量的负指数幂关系,评估了中国通过发展核电在改善空气质量方面对居民的健康效益,并对未来的健康效益进行了分析。结果显示,发展核电能够避免的死亡人数在增加。据估算,1995—2018年,中国核电累计可避免约4.7万人因空气污染物死亡,可避免约22.6万人因空气污染物患病。2020—2030年,预计会避免8.3万~9.4万人死亡,避免39.7万~45.1万人患病。     

中国系列液态锂铅实验回路设计与研发进展

锂铅实验回路是聚变堆液态锂铅包层关键技术研究必备实验平台之一.结合液态金属锂铅包层技术发展战略建议,FDS团队多年来不断开展液态锂铅实验回路技术研究,设计并建造了具有自主知识产权和具有不同功能参数的DRAGON系列锂铅实验回路.本文阐述了中国锂铅实验回路的发展路线建议,系统介绍了目前各实验回路的设计原则、结构特点、功能和相关实验研究进展等情况.     

聚变实验堆ITER实验包层瞬态热工安全分析

在中国向ITER(International Thermonuclear Experiment Reactor)实验包层工作组提交的双功能锂铅实验包层模块(DFLL-TBM)设计分析的基础上,通过对DFLL-TBM系统相关的瞬态事故如真空室内部冷却剂泄漏、TBM(实验包层模块)内部冷却剂泄漏以及真空室外部冷却剂泄漏事故进行计算分析,评价DFLL-TBM对ITER在热工方面对安全的影响.结果表明:当发生瞬态事故时,DFLL-TBM有能力通过热辐射将余热排出,且包层结构不会熔化.DFLL-TBM可满足ITER在热工方面对安全的要求.     

CMOS摄像头辐射监测系统构建

构建了一套基于CMOS摄像头的辐射监测系统,该系统由CMOS摄像头、数据获取软件两部分构成。利用137Cs源分析了该辐射探测系统对γ、X射线的响应特性,并对该辐射监测系统的灵敏度、稳定性与可靠性等探测性能进行了测试。实验结果表明,该辐射探测方法可有效识别CMOS摄像头所采集图像中的辐射粒子事件,该辐射测量系统所探测到的辐射粒子数量与辐射剂量率呈线性关系,但其灵敏度较低,适合用于高辐射剂量的γ、X辐射监测。     

中国铅基研究反应堆概念设计研究

针对加速器驱动次临界系统预研装置和第四代铅冷快堆的技术发展目标和实验要求,完成了具有临界和加速器驱动次临界双模式运行能力的10 MW中国铅基研究堆CLEAR-Ⅰ概念设计。CLEAR-Ⅰ采用铅铋合金冷却,利用相对成熟的燃料和材料技术,通过全堆芯遥操自动更换燃料组件实现不同的实验目标,反应堆具有良好的现实可行性、安全可靠性、实验灵活性和技术延续性。本文简要介绍了CLEAR-Ⅰ概念设计参考方案,并总结了反应堆的安全特性和技术研发进展。     

聚变驱动次临界堆嬗变包层双流场三维数值模拟与分析

采用流体动力学数值模拟软件对聚变次临界堆双冷嬗变包层高功率密度区 (FW、HM1 )液态金属LiPb和氦气流场进行三维数值模拟 ,考察双流场温度分布、LiPb向氦气传热热流密度场等 ,为聚变次临界堆热工水力学设计提供决策依据     

铅基反应堆海洋核动力发展研究

铅基反应堆（铅基堆）核动力具有固有安全、小型轻量、长寿高效等突出优点,在先进海洋装备、无人潜航器、深海空间站的能源动力上应用前景广阔;在加快建设海洋强国的背景下,保障海洋能源供给成为重要的基础条件,开展铅基堆海洋核动力发展研究是推动我国海洋装备能源动力技术革新的关键内容。本文总结了海洋核动力的应用场景与发展需求,从技术特征、代表性应用、研制现状等方面系统梳理了铅基堆核动力的发展概况,凝练和剖析了包括核燃料与包壳材料、一回路关键设备、冷却剂工艺与氧测控、先进发电技术在内的铅基堆海洋核动力关键技术。立足国情研判了铅基堆海洋核动力面临的发展挑战,提出了低温铅基堆海洋核动力、高温高效铅基堆海洋核动力、一体化全自然循环铅基堆海洋核动力等可行技术路线。研究建议,强化前瞻性配套专项技术研发、加快部署装备示范工程,将铅基堆纳入重大能源战略、加快建设标准体系,设置国家级联合研发机构、构建科技创新和产业发展新模式,更好服务国家海洋战略并推动海洋核动力跨越式发展。     

GDT聚变中子源驱动的嬗变系统的初步物理设计与包层中子学分析

随着核裂变能的不断发展,在提供清洁能源的同时也带来了核废料处理的问题,特别是长寿命的高放射性核素安全处置变得越发重要,通过核嬗变处理核废料是一种公认的行之有效的方法。基于Gas Dynamic Trap(GDT)磁镜装置的聚变中子源具有物理与工程技术难度小、中子通量高、结构紧凑成本低的优点,非常适合作为嬗变系统的聚变驱动器。本文初步设计一套GDT聚变中子源驱动的次锕系核素嬗变系统,其中,GDT聚变中子源作为嬗变系统的驱动器,能够提供两个长度达4 m、总中子产额达5.23×10~(18) n/s的高中子通量区;次临界包层设计采用现有成熟的裂变反应堆技术。本文采用自主研发的中子输运设计与安全评价软件系统Super MC及混合评价核数据库HENDL进行了中子学计算及性能分析,初步分析结果表明该嬗变系统能够实现年处理95.1 kg的次锕系核素,嬗变支持比达到4.8,同时产生450 MW的电能,该嬗变系统具有较优的应用前景。