氯鹽和氟鹽快堆增殖特性研究

周雪梅 李冬國 何燎原,3 劉桂民

1（中國科學院上海應用物理研究所 上海 201800）

2（中國科學院先進核能創新研究院 上海 201800）

3（中國科學院大學 北京 100049）

熔鹽堆以其固有安全性、大功率密度、高熱電轉化比等優點成為第四代先進核能系統唯一使用液態燃料的核反應堆［1-3］。快增殖堆的優點之一是可以使自然界中儲量比較豐富的238U轉化成239Pu，提高核燃料的利用率，而現有的先進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。熔鹽快堆隨著結構材料耐腐蝕性能的提高成為熱門的研究堆型之一。熔鹽堆的設計中，熔鹽是一個關鍵問題。反應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，同時作為燃料，必須著重考慮。從熔鹽需要滿足的穩定性、相對低粘度、高熱容、高熱導率、低中子吸收截面、低腐蝕性、經濟性等方面考慮，通常選用液態氟鹽或氯鹽作為燃料載體和冷卻劑，易裂變燃料和可裂變材料分別溶于高溫熔鹽載體中，在此分別選取NaCl、NaF和LiF作為基鹽，將相應的金屬氯鹽和氟鹽熔于其中，形成燃料鹽。區分燃料熔鹽和增殖熔鹽的核反應堆為雙流體熔鹽快堆，雙流體熔鹽快堆尚處于概念設計階段，很多設計參數將影響反應堆的增殖性［4-5］。本文將分別對雙流體氯鹽快堆和氟鹽快堆從增殖層、反射層對U-Pu燃料增殖比的影響進行研究，對中子能譜進行計算分析，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>