[其他]操作能譜移動(dòng)式核反應(yīng)堆的方法和使用水置換棒束的核反應(yīng)堆

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86108810
• 申請(qǐng)日: 1986-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN86108810A
• 公開(kāi)（公告）日: 1987-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 克勞德·萊羅;簡(jiǎn)·保羅·米洛特;埃里克·岡斯
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 法碼通聯(lián)合股票公司
• 主分類(lèi)號(hào): G21C7/08
• 分類(lèi)號(hào): G21C7/08
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利代理部
• 代理人: 王彥斌,石小梅

本發(fā)明涉及用輕水慢化和冷卻的核反應(yīng)堆，并涉及操作此種反應(yīng)堆的方法，操作方法的程序包括，在具有大體上為熱中子能譜的操作相位之前，只要核燃料的放射性是高的，就存在的一個(gè)具有“硬化”核能譜的第一相位。

法國(guó)專(zhuān)利2，535，509描述一種操作輕水慢化和冷卻的核反應(yīng)堆的方法，該種反應(yīng)堆包括一個(gè)由浸入輕水的燃料組件組成的堆芯，燃料組件在一定時(shí)間間隔后至少被部分替換（隨反應(yīng)堆的操作周期而定）。多根由一種吸收低能中子的材料所制成的桿被引入堆芯，以便在周期的第一相位期間，為了減小堆芯中慢化劑體積和裂變材料體積之間的比例和為了使中子能譜向高能移動(dòng)而變化中子的能譜。能譜移動(dòng)桿在周期的第二相位期間被移出。

能譜變化桿的材料包括在中子的作用下能夠轉(zhuǎn)變?yōu)榱炎兒说目赊D(zhuǎn)換核，這種材料可以是U-235貧化了的氧化鈾。

可轉(zhuǎn)換的鈾238俘獲中子后產(chǎn)生钚，钚可以通過(guò)對(duì)能譜移動(dòng)桿進(jìn)行再處理來(lái)提取。因?yàn)槟茏V移動(dòng)桿只是在周期的第一相位期間停留在反應(yīng)堆堆芯中，而后來(lái)被移入到反應(yīng)堆的上部?jī)?nèi)部部件中了，所以在操作周期之后的卸料期間能譜移動(dòng)桿的平均輻照比燃料組件的平均輻照要小得多。因此，能譜移動(dòng)桿中所包含的钚其質(zhì)量比從核燃料中所做得的要好得多。代表這一點(diǎn)的是钚239的量較高而所謂“核反應(yīng)鏈末端的同位素”即钚241和钚242的量較低。因?yàn)榻ㄔ煲患?!-- SIPO -->化學(xué)提取工廠所產(chǎn)生的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)問(wèn)題比建造一家同位素分離工廠所產(chǎn)生的問(wèn)題要小得多，所以在法國(guó)專(zhuān)利2，535，509中所公開(kāi)的操作方法可以產(chǎn)生增值。

使用釷作為可轉(zhuǎn)換材料以代替貧化鈾，大體上產(chǎn)生同樣的問(wèn)題，因?yàn)殁Q232在吸收中子后產(chǎn)生鈾233，鈾233也是裂變材料，而它可以通過(guò)化學(xué)提取的方法從釷中分離出來(lái)。

本發(fā)明的一個(gè)目的是，在用含可轉(zhuǎn)換材料的能譜移動(dòng)桿操作那些能譜移動(dòng)反應(yīng)堆以減小操作周期第一相位期間堆芯中的慢化水含量時(shí)，減少與此伴隨的增值的危險(xiǎn)性而并不對(duì)中子學(xué)的有關(guān)過(guò)程產(chǎn)生有害影響。

正是由于這一目的，本發(fā)明提出了一種在法國(guó)專(zhuān)利2，535，509中所描述的那種類(lèi)型的方法，其中能譜變化桿的可轉(zhuǎn)換材料包括釷和貧化鈾的混合物，混合物的典型比例是鈾相對(duì)于鈾釷總量為2～20%（重量）。

實(shí)際上，貧化鈾常?？梢酝ㄟ^(guò)再處理含有約0.2%殘余U235的廢舊核燃料來(lái)獲取，而燃料組件中所含的材料為鈾235富集程度達(dá)4.2℃（重量）的鈾。為了有可能使用其U235含量只是稍微大于天然含量的鈾，可以用钚代替部分的鈾235。鈾和釷在能譜移動(dòng)桿中必須緊密地混合在一起，使得不可能把它們機(jī)械地分開(kāi)。使用通過(guò)燒結(jié)鈾針氧化物的緊密混合物而得到的芯塊，可以達(dá)到這一結(jié)果。

因?yàn)殁?35和釷是混合的，所以不可能從受輻照的可轉(zhuǎn)換材料中化學(xué)分離鈾的裂變同位素233。因?yàn)楫?dāng)能譜移動(dòng)桿的鈾含量較低時(shí)能譜移動(dòng)桿中钚239的自屏蔽要小得多，所以由于pu240和pu242的比率增高，在典型的輻照率之后所獲得的钚其質(zhì)量比較低。通常，將可轉(zhuǎn)換材料的貧化鈾含量降低到約10%就足夠了。但是，如果希望的質(zhì)量進(jìn)一步下降，貧化鈾含量可以降低到更低水平，比如說(shuō)降低到5%甚至更低。對(duì)5%的含量，鈾235相對(duì)于殘余鈾238的比率可以保持足夠小，使其質(zhì)量并不產(chǎn)生增值問(wèn)題。

本發(fā)明也提供了一種實(shí)現(xiàn)剛才所述方法的反應(yīng)堆。在該反應(yīng)堆中，每根能譜變化桿由一束可在燃料組件導(dǎo)管中移動(dòng)的棒組成，每根含可轉(zhuǎn)換材料的棒由U-235貧化了的鈾和釷的混合物構(gòu)成，貧化鈾的含量小于20%。貧化鈾的百分率將根據(jù)不同的參數(shù)而選定，特別是根據(jù)移出能譜變化桿之前的輻照率，桿中所用鈾的貧化量和所希望的钚的降解程度。

從下面作為例子給出的一個(gè)具體實(shí)施例的描述和從與先有技術(shù)的比較中，將可以更清楚地理解本發(fā)明。