核反应堆系统技术方案

本发明专利技术公开一种核反应堆系统，特别是由加速器驱动的陶瓷快堆(ADCFR)系统。该系统包括强流超导直线加速器、重力驱动的高功率密集颗粒散裂靶和全陶瓷快中子反应堆。该系统由加速器进行外源驱动。散裂靶产生中子，使反应堆在次临界状态下进行核反应。经过预定时间后，停止加速器的外源驱动，使反应堆转变为在临界状态下运行。反应堆的堆芯中的结构均由陶瓷材料制成。

Nuclear reactor system

The invention discloses a nuclear reactor system, especially a ceramic fast reactor (ADCFR) system driven by an accelerator. The system consists of a high current superconducting linear accelerator, a high-power dense particle spallation target driven by gravity and a full ceramic fast neutron reactor. The system is driven by an accelerator. The spallation target produces neutrons, making the reactor nuclear reaction in the subcritical state. After a predetermined time, the external drive of the accelerator is stopped and the reactor is transformed into a critical state. The structure of the reactor core is made of ceramic materials.

【技术实现步骤摘要】
核反应堆系统
本专利技术涉及核反应堆系统，更具体地涉及由加速器驱动的陶瓷快堆系统。
技术介绍
近年来，能源安全、环境污染和气候变化越来越受到人们的关注。核能是一种环保、高效的清洁能源，可以生产全球30％以上的低碳电力。然而，目前的核电技术仍然存在很大的问题，例如核燃料利用率低(～1％)，核废料管理困难，固有安全性差，经济性低等。为了改善上述状况，第四代国际论坛(GIF)对未来的核电技术提出了以下4个目标：1)可持续发电且核废料最小化；2)与其他能源系统(化石、可再生能源)相比，具有明显的成本优势和较低的金融风险；3)堆芯损坏程度低；以及4)使用尽可能简单的技术和常规的材料来保护人身安全，防止恐怖主义。核反应堆系统是能维持可控自持链式核裂变反应以实现核能利用的系统。核反应堆系统产生的能量可以用于发电、动力、工业生产、同位素生产、热能生产等多个方面。核反应堆系统包括堆芯。堆芯主要由活性区、反射层、外压力壳和屏蔽层构成。活性区由核燃料、慢化剂、冷却剂和控制棒等组成。由于核反应堆系统通常运行在高温、强辐照等极端环境下，所以对核反应堆系统的物理、化学和力学性能有严格的要求。另外，采用不同的冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核反应堆系统，包括：反应堆，其包括堆芯，所述堆芯中的结构均由陶瓷制成；以及直线加速器，其用于对所述反应堆进行外源性驱动，其特征在于，在初始阶段，所述直线加速器对所述反应堆进行外源性驱动，以使所述反应堆燃烧增殖并产生能量；并且在经过预定时间段后，在不停堆的情况下使所述直线加速器停止驱动，所述反应堆转变为自持燃烧状态。

【技术特征摘要】
1.一种核反应堆系统，包括：反应堆，其包括堆芯，所述堆芯中的结构均由陶瓷制成；以及直线加速器，其用于对所述反应堆进行外源性驱动，其特征在于，在初始阶段，所述直线加速器对所述反应堆进行外源性驱动，以使所述反应堆燃烧增殖并产生能量；并且在经过预定时间段后，在不停堆的情况下使所述直线加速器停止驱动，所述反应堆转变为自持燃烧状态。2.根据权利要求1所述的核反应堆系统，其中，所述堆芯呈圆柱状，外径为2.5m至3m，高度为2.8m至3.2m，所述堆芯包括多个燃料构件、多个反射构件、多个屏蔽构件、多个控制构件、多个补偿构件、设置在所述堆芯的中心处的散裂靶、以及包覆并支撑所述构件和所述散裂靶的支撑结构。3.根据权利要求2所述的核反应堆系统，其中，所述散裂靶是重力驱动的密集颗粒陶瓷散裂靶，所述反射构件由碳化铍、硅化锆或氧化铍陶瓷制成，所述屏蔽构件由碳化硅材料制成，所述控制构件和所述补偿构件由碳化硼材料制成。4.根据权利要求2所述的核反应堆系统，其中，所述燃料构件呈棱柱状，其包括：包壳，其由碳化物、氮化物或氧化物陶瓷或其混合物制成；以及多根圆筒状燃料棒，其设置在所述包壳中并且由碳化物和/或氮化物陶瓷核燃料材料颗粒烧结而成，其中，所述包壳的内壁与所述燃料棒的外壁之间的间隙以及相邻的燃料棒的外壁之间的间隙中填充有空气、氧气、二氧化碳、氮气、氦气或其他气体，所述燃料棒的内部形成冷却剂通道，以允许冷却剂从所述冷却剂通道中流过，由此冷却所述燃料棒，并且所述冷却剂是由陶瓷颗粒和气体混合而成的气固两相流。5.根据权利要求4所述的核反应堆系...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹文龙，杨磊，
申请(专利权)人：中国科学院近代物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃,62