多功能聚變裂變混合實驗堆氦冷包層三維中子學(xué)初步設(shè)計與分析.pdf

1、FDS-MFX是一個基于現(xiàn)實可行技術(shù)的多功能聚變裂變混合實驗堆，主要用于驗證混合示范堆（FDS-SFB）的建造和運行技術(shù)，同時也可以為未來純聚變能技術(shù)的發(fā)展提供一個良好的實驗平臺。FDS-MFX將分三個階段開展實驗研究，分別采用純氚增殖包層、鈾燃料氦冷包層和乏燃料氦冷包層。其中鈾燃料氦冷包層分為兩個實驗階段：前期實驗階段僅以天然鈾作為裂變?nèi)剂?，初步驗證混合示范堆的基本建造與運行技術(shù)；后期實驗階段需要在與示范混合堆包層相近的高功率密度水平

2、下進行中子物理、熱工水力、安全等進一步實驗研究，驗證混合示范堆包層技術(shù)。
　　 本論文使用蒙特卡羅自動建模程序MCAM建立了FDS-MFX包層三維中子學(xué)模型，利用多功能中子學(xué)計算系統(tǒng)VisualBUS重點對鈾燃料氦冷包層兩個實驗階段進行了初步三維中子學(xué)設(shè)計與分析。對后期實驗階段，創(chuàng)新性地采用了局部高濃縮鈾模塊的設(shè)計，對高濃縮鈾模塊的4種典型擺放方式進行了優(yōu)化計算與分析，并從中選擇了一個較為合理可行的方案（區(qū)平均最大功率密度Pdm

3、ax約為100MW/m3,235U裝料量約為1噸，氚增殖率TBR為1.05）作為典型參考設(shè)計方案，該參考設(shè)計方案使用較少的高濃縮鈾燃料達到了模擬混合示范堆包層高功率密度、高中子通量環(huán)境的目的，可降低建造成本，提高經(jīng)濟性。
　　 在中子學(xué)參考設(shè)計方案的基礎(chǔ)上，對包層第一壁的輻照損傷狀況進行了初步計算與分析，計算結(jié)果表明，包層滿功率運行壽期末，第一壁材料所受輻照損傷值最大僅為12.5dpa，在材料可承受范圍之內(nèi)。然后初步對整個包層進