氯鹽和氟鹽快堆增殖特性研究

周雪梅 李冬國(guó) 何燎原,3 劉桂民

1（中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所 上海 201800）

2（中國(guó)科學(xué)院先進(jìn)核能創(chuàng)新研究院 上海 201800）

3（中國(guó)科學(xué)院大學(xué) 北京 100049）

熔鹽堆以其固有安全性、大功率密度、高熱電轉(zhuǎn)化比等優(yōu)點(diǎn)成為第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)唯一使用液態(tài)燃料的核反應(yīng)堆［1-3］?？煸鲋扯训膬?yōu)點(diǎn)之一是可以使自然界中儲(chǔ)量比較豐富的238U轉(zhuǎn)化成239Pu，提高核燃料的利用率，而現(xiàn)有的先進(jìn)核電堆型中的三種快增殖堆分別是氣冷快堆、鈉冷快堆、鉛冷快堆。熔鹽快堆隨著結(jié)構(gòu)材料耐腐蝕性能的提高成為熱門(mén)的研究堆型之一。熔鹽堆的設(shè)計(jì)中，熔鹽是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。反應(yīng)堆的熱工水力特性主要由冷卻鹽決定，熔鹽堆中的熔鹽不僅作為冷卻劑，同時(shí)作為燃料，必須著重考慮。從熔鹽需要滿(mǎn)足的穩(wěn)定性、相對(duì)低粘度、高熱容、高熱導(dǎo)率、低中子吸收截面、低腐蝕性、經(jīng)濟(jì)性等方面考慮，通常選用液態(tài)氟鹽或氯鹽作為燃料載體和冷卻劑，易裂變?nèi)剂虾涂闪炎儾牧戏謩e溶于高溫熔鹽載體中，在此分別選取NaCl、NaF和LiF作為基鹽，將相應(yīng)的金屬氯鹽和氟鹽熔于其中，形成燃料鹽。區(qū)分燃料熔鹽和增殖熔鹽的核反應(yīng)堆為雙流體熔鹽快堆，雙流體熔鹽快堆尚處于概念設(shè)計(jì)階段，很多設(shè)計(jì)參數(shù)將影響反應(yīng)堆的增殖性［4-5］。本文將分別對(duì)雙流體氯鹽快堆和氟鹽快堆從增殖層、反射層對(duì)U-Pu燃料增殖比的影響進(jìn)行研究，對(duì)中子能譜進(jìn)行計(jì)算分析，從提高增殖比、堆尺寸等考慮熔鹽快堆燃料載體的最佳選擇?！?br>