收藏本站
《中国科学技术大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

次临界乏燃烧焚烧堆中子学设计研究

王明煌  
【摘要】:核资源短缺、乏燃料处理、安全问题和防核扩散问题是影响核能发展的重要问题,因此也是目前核能研究的重点,与其他反应堆堆型相比较,次临界堆在安全、乏燃料处理等方面具有特有的优势。 本文在充分调研和分析现有次临界堆目前研究现状的基础上,开展了集核废料嬗变、核燃料增殖和能量生产多种功能于一体的次临界乏燃料焚烧堆的中子学设计研究,并结合理论分析方法针对聚变驱动次临界堆和加速器驱动次临界堆开展了比较研究。次临界乏燃料焚烧堆以压水堆等产生的乏燃料作为燃料,基于相对要求简单的乏燃料分离技术,采用相对较易实现的技术参数,尽量考虑现实可行性的要求。本文主要开展的研究工作具体包括: 1)两类次临界乏燃料焚烧堆(聚变驱动乏燃料焚烧堆和加速器驱动乏燃料焚烧堆)的堆芯中子源分析和包层设计与优化,其中以包层设计优化为重点开展了燃料成分优化、结构优化、贫铀层优化和运行模式优化,并在优化方案的基础开展了燃耗分析、活化特性分析和材料辐照损伤的分析工作; 2)采用理论分析的方法比较了聚变驱动次临界堆和加速器驱动次临界堆在能量平衡、安全特性方面的不同并针对各自特有的安全问题开展了讨论,同时基于设计的聚变/加速器驱动乏燃料焚烧堆开展了中子学性能比较工作。 研究表明,在满足一系列安全限值和工程参数限值的条件下,所设计的聚变驱动乏燃料焚烧堆10年连续不换料运行,能够维持10.2GW热功率运行,氚增殖率为2.36,核裂变燃料增殖支持比为2.12,年产氚能力865g,核废料嬗变支持比为3.76,寿期内次锕系核素嬗变份额为19.3%,寿期末燃耗深度为83.8GW.d/t,所设计的加速器驱动乏燃料焚烧堆10年连续不换料运行,能够维持432MW热功率运行,核燃料增殖支持比为0.19,寿期内次锕系核素嬗变份额为30.7%,核废料嬗变支持比为0.16,寿期末燃耗深度为91.1GW.d/t。聚变驱动次临界堆比加速器驱动次临界堆具有更好的能量平衡能力,但是后者在安全设计潜力方面更有优势。两类次临界乏燃料焚烧堆比较,两者在中子能谱、重要锕系核素俘获/裂变截面比、重要锕系核素有效半衰期方面具有相似的性能,但是加速器驱动乏燃料焚烧堆在生物危害因子,中子平衡和源中子效率、增殖特性、未来扩张能力和次锕系核素损失率方面具有较大的优势。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TL46

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 潘自强,马忠海,李旭彤,毋涛,修炳林;我国煤电链和核电链对健康、环境和气候影响的比较[J];辐射防护;2001年03期
2 赵志祥;夏海鸿;;加速器驱动次临界系统(ADS)与核能可持续发展[J];中国工程科学;2008年03期
3 吴宜灿,陈义学;聚变实验嬗变堆包层中子学概念设计研究[J];高技术通讯;1999年04期
4 钟学儒;863计划能源领域聚变-裂变混合堆专题十五年进展[J];高科技与产业化;2001年01期
5 马成辉;;美国先进核燃料循环计划概述及对我国的启发[J];核安全;2008年01期
6 魏仁杰;核电与核电安全——三里岛和切尔诺贝利核电站事故研究[J];核动力工程;1987年04期
7 吴宜灿,邱励俭;聚变中子源驱动的次临界清洁核能系统──聚变能技术的早期应用途径[J];核技术;2000年08期
8 陈义学,吴宜灿,黄群英;核聚变装置HT-7U环境辐射剂量蒙特卡罗模拟计算与分析[J];核技术;2005年01期
9 马忠海,潘自强,贺惠民;中国煤电链温室气体排放系数及其与核电链的比较[J];核科学与工程;1999年03期
10 吴宜灿,柯严,郑善良,汪卫华,储德林,黄群英,刘晓平,许德政,王红艳,黄德所,朱晓翔,高纯静,李静惊,陈义学,吴斌,汪太平,柏云清,章毛连,刘松林,罗月童,刘萍,李春京,李强,童莉莉,翁晓毅,吴磊,王祥科,FDS课题组;聚变驱动次临界堆概念设计研究[J];核科学与工程;2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 柏云清;汪卫华;陈忠;祝玲琳;陈钊;陈艳;何梅生;蒋洁琼;宋钢;陈红丽;胡丽琴;吴宜灿;FDS团队;;加速器驱动铅铋冷却快中子嬗变次临界堆概念设计[A];第十四届全国核物理大会暨第十届会员代表大会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 郭文;中能强流质子直线加速器束流损失引起的辐射剂量问题研究[D];中国原子能科学研究院;2007年
2 周培德;MOX燃料模块快堆嬗变研究[D];中国原子能科学研究院;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 蒋洁琼;聚变驱动的次临界堆燃耗计算二维效应分析研究[D];合肥工业大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汪太平,王仲珏,刘晓平,吴宜灿;聚变包层结构特征分析及其实现方法研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2005年02期
2 赵妍;刘淑霞;潘梓权;;玉米多元醇生产及使用产生的环境影响研究[J];安徽农业科学;2009年35期
3 汪太平,孙萍,王立涛,刘晓平,吴宜灿;聚变堆包层信息模型建模与信息集成技术研究[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2005年02期
4 霍亮生;γ射线用于重物选矿物料分层状态检测系统的研究[J];北京工商大学学报(自然科学版);2004年06期
5 邱剑;;核电站建筑安装工程的风险管理与控制[J];保险研究;2007年02期
6 周张健;钟志宏;沈卫平;葛昌纯;;聚变堆中面向等离子体材料的研究进展[J];材料导报;2005年12期
7 吴文宣;陈祥伟;李天友;廖福旺;蔡金锭;;基于计量经济学综合分析法的电力设备全寿命周期成本管理[J];电力科学与技术学报;2010年04期
8 袁涛;罗永锋;袁伟;尚爱国;;14.1MeV小型脉冲中子发生器的屏蔽[J];四川兵工学报;2012年07期
9 汪太平,赵雪松,刘晓平,吴宜灿;聚变包层新概念的探索与研究[J];成组技术与生产现代化;2005年02期
10 安永锋;我国主要生态环境问题及其对策探讨[J];辐射防护通讯;2003年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;Neutronics Analysis of Water-Cooled Energy Production Blanket for a Fusion-Fission Hybrid Reactor[A];安徽新能源技术创新与产业发展博士科技论坛论文集[C];2010年
2 黄波;黄群英;李春京;刘少军;FDS团队;;聚变堆包层CLAM钢冷却流道液压胀型模拟[A];安徽新能源技术创新与产业发展博士科技论坛论文集[C];2010年
3 袁润;李亚洲;胡丽琴;王芳;王家群;顾晓慧;汪进;FDS团队;;聚变经济学分析初探[A];安徽新能源技术创新与产业发展博士科技论坛论文集[C];2010年
4 胡杨林;蒋洁琼;王明煌;曾勤;邱岳峰;邹俊;陈红丽;FDS team;;聚变裂变混合堆长寿命锕系废料嬗变处理的中子学优化分析[A];安徽新能源技术创新与产业发展博士科技论坛论文集[C];2010年
5 南宏杰;王百荣;杨忠平;莫映;;放射性废物处置现状及发展趋势[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(下)[C];2011年
6 陈美霞;吴斌;;紧凑型聚变驱动次临界堆概念设计的初步研究[A];第十三届全国等离子体科学技术会议论文集[C];2007年
7 闫强;王安建;王高尚;陈其慎;于汶加;李瑞萍;;铀矿供需形势分析与战略对策[A];2010’第五届绿色财富(中国)论坛会刊[C];2010年
8 滕吉文;张永谦;阮小敏;;发展可再生能源和新能源与必须深层次思考的几个科学问题——非化石能源发展的必由之路[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届(2010年度)学术年会论文集(中)[C];2011年
9 丁声耀;徐鵾;黄小健;王佩良;聂晶;;用于蒸汽发生器泄漏监测的~(16)N/~(19)O监测仪的研制[A];第十三届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(下册)[C];2006年
10 黄群英;FDS团队;;中国液态锂铅包层材料研究进展[A];中国核学会核材料分会2007年度学术交流会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 洪振英;一维球几何中子输运方程计算方法研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 师学明;聚变裂变混合能源堆包层中子学概念研究[D];中国工程物理研究院;2010年
3 贺克羽;新型控制棒水力驱动系统研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 于海蛟;多层界面制备、表征及其对SiC_f/SiC复合材料性能的影响[D];国防科学技术大学;2011年
5 侯东;混合能谱SCWR堆芯流动稳定性研究[D];上海交通大学;2011年
6 龚春叶;面向异构体系结构的粒子输运并行算法研究[D];国防科学技术大学;2011年
7 黄建;煤炭清单与减排政策研究[D];复旦大学;2012年
8 毕彩丰;铀、钍、稀土希夫碱配合物的合成与表征[D];中国原子能科学研究院;2001年
9 马忠海;中国几种主要能源温室气体排放系数的比较评价研究[D];中国原子能科学研究院;2002年
10 张治山;玉米燃料乙醇生命周期系统的热力学分析[D];天津大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 余波;惯性约束聚变的中子半影成像诊断系统和非线性重建方法研究[D];中国工程物理研究院;2010年
2 杨佳音;反应堆中子分布与屏蔽设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 阎明;蒸汽发生器故障预报方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 靳忠敏;基于蒙特卡罗方法的压水堆堆内构件核热分布计算分析[D];华北电力大学(北京);2011年
5 张庆旭;核电施工项目管理体系构建及信息化实现[D];华北电力大学(北京);2011年
6 李硕;钠冷堆瞬态安全分析方法与初步研究[D];华北电力大学(北京);2011年
7 李臻洋;超临界水堆物理热工程序研究[D];华北电力大学(北京);2011年
8 赵秋玲;基于KPI分析的电力企业发展力研究[D];华北电力大学(北京);2011年
9 王悦;钠冷快堆嬗变长寿命高放射性废物物理特性初步分析[D];华北电力大学(北京);2011年
10 戚光鑫;新型前向多翼及混流叶轮的参数化设计及优化研究[D];大连理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李翠琴;韩秀珍;林青;;广东省燃煤电厂粉煤灰及煤灰砖放射性水平调查[J];辐射防护通讯;1990年04期
2 郑华智,苏有武,王桂玲;兰州重离子加速器冷却储存环屏蔽计算[J];辐射防护通讯;1999年04期
3 陈明俊;外照射辐射防护中的实用量与防护量[J];辐射防护通讯;1998年02期
4 郑善良 ,吴宜灿 ,黄群英;Neutronics Optimization of Tritium Breeding Blan-ket for the FDS[J];Plasma Science & Technology;2002年02期
5 郑善良 ,吴宜灿;Neutronics Optimization of LiPb-He Dual-Cooled Fuel Breeding Blanket for the Fusion-Driven sub-critical System[J];Plasma Science & Technology;2002年04期
6 王红艳 ,吴宜灿 ,何晓雄;Preliminary Analysis of Liquid Metal MHD Pressure Drop in the Blanket for the FDS[J];Plasma Science & Technology;2002年05期
7 吴斌 ,张澄;Plasma Shape and Current Control Simulation of HT-7U Tokamak[J];Plasma Science & Technology;2003年01期
8 汪卫华,吴宜灿,柯严,,康志诚,王红艳,黄群英;Fusion-Driven Sub-Critical Dual-Cooled Waste Transmutation Blanket:Design and Analysis[J];Plasma Science & Technology;2003年06期
9 储德林,吴斌,吴宜灿,邓小玖;Preliminary Analysis of Advanced Equilibrium Configuration for the Fusion-Driven Subcritical System[J];Plasma Science & Technology;2003年06期
10 ;1985~1993年全国公用电厂粉煤灰综合利用分类表[J];粉煤灰综合利用;1994年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 朱晓翔;一维离散纵标输运及燃耗计算程序的开发和应用[D];合肥工业大学;2003年
2 高纯静;混合评价数据库HENDL1.0/MG及多功能中子学程序系统VisualBUS1.0的基准校验[D];合肥工业大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑善良,吴宜灿,高纯静,许德政,李静惊,朱晓翔;聚变驱动次临界堆双冷嬗变包层中子学设计与分析[J];核科学与工程;2004年02期
2 黄德所,吴宜灿,储德林,胡丽琴;聚变驱动次临界堆经济性分析[J];核科学与工程;2004年02期
3 黄群英,陈明亮,彭蕾,朱晓翔,陈义学,吴宜灿;聚变驱动次临界堆双冷嬗变包层材料活化计算与分析[J];核科学与工程;2004年03期
4 黄德所,吴宜灿,胡丽琴;基于最小化发电成本的聚变驱动次临界堆参数优化分析[J];核科学与工程;2004年04期
5 柯严,吴宜灿,王红艳,汪卫华,黄群英,章毛连,郑善良;聚变驱动次临界堆双冷嬗变包层结构设计与分析[J];核科学与工程;2004年01期
6 朱晓翔,吴宜灿;长寿命裂变产物在聚变驱动次临界堆包层中嬗变的中子学优化分析[J];核科学与工程;2004年02期
7 汪卫华,吴宜灿,王红艳,柯严,黄群英;聚变驱动次临界堆双冷嬗变包层热工水力学参数设计与分析[J];核科学与工程;2004年01期
8 汪卫华,吴宜灿,王红艳,柏云清,陈红丽,柯严;聚变驱动次临界堆嬗变包层双流场三维数值模拟与分析[J];核科学与工程;2004年03期
9 胡杨林;刘金超;王明煌;蒋洁琼;曹瑞芬;曾勤;邹俊;陈红丽;吴宜灿;FDS团队;;中子学计算多目标优化程序开发及其初步应用[J];核科学与工程;2010年03期
10 刘成安,伍钧;用于驱动次临界堆的惯性约束聚变中子源与加速器中子源的分析比较[J];高技术通讯;1997年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 胡杨林;蒋洁琼;王明煌;曾勤;邱岳峰;邹俊;陈红丽;FDS team;;聚变裂变混合堆长寿命锕系废料嬗变处理的中子学优化分析[A];安徽新能源技术创新与产业发展博士科技论坛论文集[C];2010年
2 李静惊;吴宜灿;;聚变驱动次临界堆嬗变包层中子学参数优化分析[A];第十二届全国核物理大会暨第七届会员代表大会论文摘要集[C];2004年
3 郑善良;吴宜灿;高纯静;许德政;李静惊;朱晓翔;;聚变驱动次临界堆FDS双冷嬗变包层的中子学设计与分析[A];第十二届全国核物理大会暨第七届会员代表大会论文摘要集[C];2004年
4 朱晓翔;吴宜灿;郑善良;FDS中子学课题组;;聚变驱动次临界包层中长寿命裂变产物嬗变的中子学优化分析[A];第一届反应堆物理与核材料学术研讨会论文摘要集[C];2004年
5 吴宜灿;FDS团队;;聚变中子源驱动的次临界堆研究进展[A];第四届全国反应堆物理与核材料学术研讨会论文集[C];2009年
6 储德林;吴斌;吴宜灿;黄德所;;聚变驱动次临界堆FDS聚变堆芯参数设计与分析[A];第十二届全国核物理大会暨第七届会员代表大会论文摘要集[C];2004年
7 吴宜灿;FDS课题组;;聚变次临界堆及聚变堆研究进展[A];第一届反应堆物理与核材料学术研讨会论文摘要集[C];2004年
8 吴宜灿;蒋洁琼;王明煌;金鸣;柏云清;宋钢;胡丽琴;陈红丽;黄群英;FDS团队;;次临界乏燃料燃烧反应堆(SFB)设计研究进展[A];第十四届全国核物理大会暨第十届会员代表大会论文集[C];2010年
9 陈美霞;吴斌;;紧凑型聚变驱动次临界堆概念设计的初步研究[A];第十三届全国等离子体科学技术会议论文集[C];2007年
10 柏云清;汪卫华;陈忠;祝玲琳;陈钊;陈艳;何梅生;蒋洁琼;宋钢;陈红丽;胡丽琴;吴宜灿;FDS团队;;加速器驱动铅铋冷却快中子嬗变次临界堆概念设计[A];第十四届全国核物理大会暨第十届会员代表大会论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 钟阳;我国独立研出核聚变装置核心部件[N];中国企业报;2009年
2 ;我制成核聚变装置核心部件[N];南方日报;2009年
3 本报记者  陈静思;非法分包层层扒皮 扒了谁的皮?[N];中华建筑报;2006年
4 张开逊;回望人类发明之路[N];大众科技报;2005年
5 上海交通大学 姜淳;光子带隙光纤(下)[N];通信产业报;2007年
6 一文;擦油不停机右臂惨截肢[N];中华合作时报;2004年
7 陈金岭;光棒:突破瓶颈创造新生代[N];通信产业报;2002年
8 ;聚变-裂变混合堆[N];中国冶金报;2001年
9 程述云;浅述光纤通信网络技术[N];电子资讯时报;2001年
10 韩玲;WAP:开启移动互联网之门[N];通信产业报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王明煌;次临界乏燃烧焚烧堆中子学设计研究[D];中国科学技术大学;2012年
2 师学明;聚变裂变混合能源堆包层中子学概念研究[D];中国工程物理研究院;2010年
3 谭晓玲;大模场光纤波导特性的理论研究[D];天津大学;2009年
4 徐新华;光纤光栅光谱特性及其在WDM全光网中的应用研究[D];东南大学;2003年
5 苑金辉;光子晶体光纤特性及其应用的研究[D];北京邮电大学;2011年
6 闫云飞;硅基聚合物平面波导光开关[D];吉林大学;2012年
7 陈振宜;光纤熔锥耦合系统理论新方法及其在光纤器件和传感中的应用[D];上海大学;2007年
8 林晨曦;Bragg光纤带隙调控光传输特性与工艺制备[D];清华大学;2007年
9 张虎;空芯光子带隙光纤的结构设计和特性研究[D];北京邮电大学;2009年
10 孙小强;基于PMMA的聚合物光开关器件研究[D];吉林大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蒋洁琼;聚变驱动的次临界堆燃耗计算二维效应分析研究[D];合肥工业大学;2006年
2 魏书成;加速器驱动次临界系统次临界度测量方法的研究[D];上海交通大学;2009年
3 马爱锋;ADS次临界度监测方法研究及启明星1#实验装置的数值模拟[D];上海交通大学;2007年
4 刘金超;多功能聚变裂变混合实验堆氦冷包层三维中子学初步设计与分析[D];中国科学技术大学;2011年
5 丁立;基于磁流体和FBG的光纤磁场传感研究[D];武汉理工大学;2012年
6 王红艳;聚变反应堆包层中液态金属磁流体动力学效应研究[D];合肥工业大学;2003年
7 刘凌寒;塑料光纤连续测量液位传感器[D];吉林大学;2011年
8 倪陈宵;聚变反应堆超临界水冷包层内对流换热及应力分析研究[D];上海交通大学;2011年
9 林旭峰;基于硼锗共掺上包层的阵列波导光栅波分复用器件研制[D];浙江大学;2011年
10 沈莹;双包层掺镱光纤脉冲放大器[D];北京交通大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026