[發明專利]一種基于混合能譜的高效核廢料嬗變次臨界堆芯

無效

• 申請號: 201210089222.6
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN102623078A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 陳釗;陳忠;汪衛華;柏云清
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G21F9/34
• 分類號: G21F9/34
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 成金玉

1.一種基于混合能譜的高效核廢料嬗變次臨界堆芯，其特征在于：所述堆芯從其中心向外依次為外中子源區(1)、嬗變區(2)、慢化層區(3)、反射層區(4)和屏蔽層區(5)；外中子源區(1)使用高能質子撞擊靶材發生散裂反應產生的散裂中子作為外源中子；嬗變區(2)使用超鈾核素(簡稱TRU)和長壽命裂變產物(簡稱LLFP)作為核燃料；外源中子驅動嬗變區(2)中的核燃料發生裂變反應，產生快中子，由嬗變區(2)泄漏出去的快中子經過慢化層區(3)進行一次慢化，到達反射層區(4)后反射回來，再次經過慢化層區(3)進行二次慢化，最后慢化成熱中子進入嬗變區(2)，這樣由外中子源區(1)提供的散裂中子、裂變反應產生的快中子和慢化并反射回來的熱中子在嬗變區(2)中形成一個混合能譜，根據快中子和熱中子的分布情況分別設置了TRU燃料區和LLFP燃料區，利用其中的快中子嬗變次錒系核素(簡稱MA)和熱中子LLFP，實現同一個堆芯同一個嬗變區內同時嬗變MA和LLFP的高效嬗變核廢料的目的，具備高效嬗變核廢料的功能，并且采用液態鉛鉍合金作為冷卻劑將嬗變區產生的裂變能帶出堆芯，進行產能。

2.根據權利要求1所述的一種基于混合能譜的高效核廢料嬗變次臨界堆芯，其特征在于：所述外中子源區(1)放置一個液態鉛鉍合金散裂靶，采用高能強流質子加速器產生的能量為1GeV，平均流強10mA的高能質子束轟擊液態鉛鉍合金靶材料，產生10MeV的中子，作為驅動嬗變區(2)的外源中子。

3.根據權利要求1所述的一種基于混合能譜的高效核廢料嬗變次臨界堆芯，其特征在于：所述嬗變區(2)中的快中子主要分布在嬗變區(2)的內側，熱中子主要分布在嬗變區(2)的外側，根據快中子和熱中子的分布情況由內到外分別設置了TRU燃料區和LLFP燃料區，TRU燃料區為內6層燃料組件，LLFP燃料區為最外1層燃料組件。

4.根據權利要求1所述的一種基于混合能譜的高效核廢料嬗變次臨界堆芯，其特征在于：所述慢化層區(3)由1層慢化層組件組成，慢化材料為石墨。

5.根據權利要求1所述的一種基于混合能譜的高效核廢料嬗變次臨界堆芯，其特征在于：所述反射層區(4)由1層反射層組件組成，反射材料為不銹鋼。

6.根據權利要求1所述的一種基于混合能譜的高效核廢料嬗變次臨界堆芯，其特征在于：所述屏蔽層區(5)由1層屏蔽層組件組成，屏蔽材料為碳化硼。