一种采用弥散体金属燃料的加速器驱动次临界嬗变堆芯制造技术

一种采用弥散体金属燃料的加速器驱动次临界嬗变堆芯，从堆芯中心向外依次包括外中子源区，缓冲区、燃料区、LBE反射层区、不锈钢反射层区和屏蔽层区，所述燃料区从内到外分为2～4区，每个燃料区中各装载多个结构、数量以及尺寸相同的燃料组件，所述燃料组件由多个三角形排列的燃料棒组成，所述燃料棒的材料为(TRU-10Zr)-Zr弥散体金属，所述燃料区中燃料棒材料中的钚Pu含量从内到外依次增加；本发明专利技术燃料区燃料棒的材料采用(TRU-10Zr)-Zr弥散体金属，为堆芯提供更硬的中子能谱，有利于MA的嬗变，年嬗变率高达15%左右，高于日本的方案年嬗变率10%；对堆芯燃料区进行分区布置，各区Pu含量成一定的比例，在满足安全的条件下，功率峰密度小，最大值不超过450W/cm3。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种加速器驱动次临界嬗变堆芯，具体涉及一种采用弥散体金属燃料的加速器驱动次临界嬗变堆芯。
技术介绍
核废物最少化是核能可持续发展必须解决的关键问题之一。近几十年来，核能界一直在探索次锕系核素(MA)和长寿命裂变产物(LLFP)的最终处理办法，经过比较分析，找到核废物核素最终处理的办法就是分离与嬗变。加速器驱动次临界系统(ADS)由于其固有安全性以及在嬗变核废物方面的优势，其工业前景得到普遍认可，成为核废物处理中热门的新型反应堆之一。当前，国际上正在研制的ADS主要包括以下四种方案:A.美国阿贡国家重点实验室嬗变MA的熔盐堆方案；B.欧洲的EFIT无束窗，嬗变MA的氧化物陶瓷燃料的方案；C.日本的OMEGA计划中嬗变MA的氮化物燃料的方案；D.韩国的快热耦合嬗变MA和LLFP的金属燃料方案。方案A中使用熔盐燃料，其腐蚀性很强，燃料的净化提纯难度大。方案B中MA的年嬗变率比较低，仅在4%左右，而且对于氧化物燃料，虽然其加工工艺比较成熟，但热力学性能一般。方案C中MA的嬗变率高，但是需要富集90%以上的15N,燃料制造成本高。而在方案D中，对于嬗变MA的燃料是合金燃料，该种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用弥散体金属燃料的加速器驱动次临界嬗变堆芯，从堆芯中心向外依次包括外中子源区（1），缓冲区（2）、燃料区、LBE反射层区（5）、不锈钢反射层区（6）和屏蔽层区（7），其特征在于：所述燃料区从内到外分为2～4区，每个燃料区中各装载多个结构、数量以及尺寸相同的燃料组件（10），所述燃料组件（10）由多个三角形排列的燃料棒组成，所述燃料棒的材料为(TRU?10Zr)?Zr弥散体金属，所述燃料区中燃料棒材料中的钚Pu含量从内到外依次增加。

【技术特征摘要】
1.一种采用弥散体金属燃料的加速器驱动次临界嬗变堆芯，从堆芯中心向外依次包括外中子源区(1)，缓冲区(2)、燃料区、LBE反射层区(5)、不锈钢反射层区(6)和屏蔽层区(7)，其特征在于:所述燃料区从内到外分为2 4区，每个燃料区中各装载多个结构、数量以及尺寸相同的燃料组件(10)，所述燃料组件(10)由多个三角形排列的燃料棒组成，所述燃料棒的材料为(TRU-1OZr)-Zr弥散体金属，所述燃料区中燃料棒材料中的钚Pu含量从内到外依次增加。2.根据权利要求1所述的一种采用弥散体金属燃料的加速器驱动次临界嬗变堆芯，其特征在于:所述燃料区从内到外分为两个区，分别为燃料内区(3)和燃料外区(4)。3.根据权利要求1所述的一种采用弥散体金属燃料的加速器驱动次临界嬗变堆芯，其特征在于:所述燃料区采用铅铋合金LBE作为冷却剂。4.根据权利要求1所述的一种采用弥散体金属燃料的加速器驱动次临界嬗变堆芯，其特征在于:所述燃料组件(10)为无导向管六棱柱燃料组件。5.根据权利要求1所述的一种采用弥散体金属燃料的加速器驱动次临界嬗变堆...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴宏春，李勋昭，郑友琦，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：