[發(fā)明專利]一種反應(yīng)堆系統(tǒng)防核擴散性能評估方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110336620.2
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113096841A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬玉雯;伍建輝;余呈剛;陳金根;鄒楊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所
• 主分類號: G21C17/10
• 分類號: G21C17/10
• 代理公司: 上海弼興律師事務(wù)所 31283
• 代理人: 薛琦;鄒玲

本發(fā)明公開了一種反應(yīng)堆系統(tǒng)防核擴散性能評估方法，所述方法將各評估項進行加權(quán)求和，所述評估項包括核材料吸引力水平評估、核材料釋熱評估、自發(fā)裂變率評估、²³³U中²³²U雜質(zhì)量評估、易裂變材料濃度評估、輻射劑量評估、體積/質(zhì)量評估、檢測頻率評估、檢測不確定度評估、分離度評估、項目核算評估、監(jiān)視度評估、物理屏障評估、裝量評估以及裝料及后處理模式評估。本發(fā)明的反應(yīng)堆系統(tǒng)防核擴散性能評估方法能夠?qū)Χ喾N燃料循環(huán)的核能系統(tǒng)的防核擴散性能進行全面而精確的評估。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及核反應(yīng)堆系統(tǒng)，特別涉及一種反應(yīng)堆系統(tǒng)防核擴散性能評估方法。

背景技術(shù)

核能作為一種潔凈、低碳、能量密度高的替代能源，為人類文明的可持續(xù)發(fā)展提供了保障，在能源需求日益增長的今天，核能的可持續(xù)發(fā)展越來越受到重視，而合理的防核擴散評估體系，可為后續(xù)制定具有較高防核擴散性能的燃料循環(huán)方案提供重要數(shù)據(jù)，為核能的科學(xué)部署提供科學(xué)依據(jù)。

目前，國際上針對防核擴散性能的評估有幾種主流方法：美國能源局(DOE)核能研究顧問委員會提出了提高全球民用核能系統(tǒng)防擴散能力的技術(shù)(TOPS)，推薦了研究領(lǐng)域，制定了相關(guān)衡量體系；法國發(fā)展了核系統(tǒng)防核擴散的簡化方法(SAPRA)，將可能涉及核擴散的流程分為轉(zhuǎn)移、運輸、轉(zhuǎn)換及核武器制備4個階段，該方法對每個階段進行評分，評分項的累加值即為該系統(tǒng)的防核擴散指標(biāo)；第4代核能系統(tǒng)國際論壇(GIF)建立了4代堆防核擴散和物理保護工作組(GEN IV PRPP WG)，以滿足4代堆防核擴散相關(guān)的技術(shù)目標(biāo)的要求，該方法基于路徑分析法，將路徑分為3個階段：獲取、加工、武器制備；國際原子能機構(gòu)(IAEA)提出了反應(yīng)堆與燃料循環(huán)創(chuàng)新國際計劃(INPRO)，目的是聯(lián)合多個核電技術(shù)國家，在保證核安全、風(fēng)險最小、盡可能不影響環(huán)境的前提下，共同開發(fā)更具競爭力的創(chuàng)新性核能系統(tǒng)(INS)，但是該方法僅給出了定性化的評估結(jié)果，在不同核能系統(tǒng)的對比上，存在局限性；美國桑地亞國家實驗室(SNL)、洛斯阿拉莫斯國家實驗室(LANL)以及阿馬里洛國家資源中心(ANRC)合作開發(fā)了多屬性效用分析(MAUA)評價模型，之后橡樹嶺實驗室(ORNL)又加入了該工作組，修改了評價體系中的多項屬性和權(quán)重，給出了更詳盡的安全屏障度量方法。

為了達到更為高效的燃料利用，燃料循環(huán)再利用的概念受到越來越多的關(guān)注，這就帶來了后處理流程的需求，不同后處理方案會對防核擴散性能造成較大的影響，但是目前的評估方法在后處理流程的評價上仍存在較大的局限性，例如MAUA只要有在線加料，則評分為0，否則就為1，無法評價不同的裝料及后處理模式。

另外，以上評價指標(biāo)是基于固態(tài)燃料的鈾钚燃料循環(huán)發(fā)展建立的，在燃料循環(huán)多樣化發(fā)展的今天，沒有考慮釷基燃料的材料特性及釷鈾循環(huán)全流程的防核擴散性能評估；綜上所述，鑒于釷鈾燃料循環(huán)的獨特特性以及在線、離線后處理應(yīng)用越來越廣泛，非常有必要設(shè)計出一套更具普適性的防核擴散性能評估方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中在后處理流程的評價上有局限性以及對釷基燃料的熔鹽堆評價不足的缺陷，提供一種反應(yīng)堆系統(tǒng)防核擴散性能評估方法。本發(fā)明反應(yīng)堆系統(tǒng)防核擴散性能評估方法全面適用于鈾钚燃料循環(huán)和釷鈾燃料循環(huán)的全流程(從啟堆到運行直至卸堆、卸料地質(zhì)掩埋)的防核擴散性能評估，并且評估結(jié)果更加準(zhǔn)確，能夠更客觀地表征反應(yīng)堆系統(tǒng)的防核擴散性能。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題：

本發(fā)明提供一種反應(yīng)堆系統(tǒng)防核擴散性能評估方法，所述方法將各評估項進行加權(quán)求和得到核安全測量值，所述評估項包括核材料吸引力水平評估、核材料釋熱評估、自發(fā)裂變率評估、²³³U中²³²U雜質(zhì)量評估、易裂變材料濃度評估、輻射劑量評估、體積/質(zhì)量評估、檢測頻率評估、檢測不確定度評估、分離度評估、項目核算評估、監(jiān)視度評估、物理屏障評估、裝量評估以及裝料及后處理模式評估，所述裝料及后處理模式評估包括：

A：所述裝料及后處理模式為一次通過，所述裝料及后處理模式評估的評分為滿分；