新概念熔盐堆物理计算方法研究及程序设计
高温熔盐反应堆热工力学分析研究
高温熔盐反应堆热工力学分析研究随着能源需求的不断增长和环境污染问题的日益严重，研究开发新型高效、清洁的能源技术已成为当今世界的重要任务之一。
高温熔盐反应堆（Molten Salt Reactor，MSR）作为一种新的核能技术，自20世纪50年代以来引起了广泛的关注和研究。
本文将介绍高温熔盐反应堆的热工力学分析研究。
高温熔盐反应堆利用熔融的盐类作为燃料和冷却剂，具有较高的工作温度和燃料灵活性，以及出色的安全性能。
这种反应堆可以应用于多种应用领域，如电力生产、水产养殖和氢生产等。
在高温熔盐反应堆的热工力学分析研究中，以下几个方面是关键的。
首先，熔盐的热物性参数是进行热工力学分析的重要基础。
熔盐的物性包括密度、比热容、热导率以及凝固点等。
这些参数对于设计和优化反应堆的热工系统至关重要。
通过实验和数值模拟等手段，研究者可以获得熔盐的热物性参数，并将其用于热工力学模型的建立和计算。
其次，热工力学分析需要考虑熔盐的循环流动和热交换。
在高温熔盐反应堆中，熔盐通过循环流动来冷却燃料和吸收产生的热量。
因此，研究者需要分析流动的速度、温度分布和热交换效果，以确保反应堆的安全可靠运行。
为了更好地研究熔盐在反应堆内的流动和热交换，研究者可以利用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）方法进行模拟和分析。
同时，高温熔盐反应堆的燃烧过程也需要进行热工力学分析。
在反应堆中，熔盐经过核反应产生热能，然后通过热交换器传递给工质或其他冷却介质。
在这个过程中，燃料的燃烧速率和热效率是需要分析和优化的关键问题。
研究者可以通过模拟和实验，了解不同参数对燃烧过程的影响，以提高反应堆的燃烧效率和能量利用率。
最后，高温熔盐反应堆的安全性分析是热工力学研究的重要组成部分。
在反应堆设计和运行过程中，研究者需要考虑各种异常情况和事故发生时的应对措施。
通过热工力学分析，可以评估并预测反应堆在事故条件下的温度和压力分布，以及冷却系统的性能。
熔盐反应堆技术的研究与应用
熔盐反应堆技术的研究与应用随着人类科学技术的飞速发展，能源问题成为了一个亟待解决的大问题。
传统燃煤、燃气等化石能源的使用不仅污染环境、产生二氧化碳等有害气体，还有季节性和区域性的能源短缺问题。
因此，新型环保、高效、非化石能源的研究和应用愈加受到人们的关注。
熔盐反应堆技术就是其中一种备受关注的新型能源技术。
一、研究背景熔盐反应堆（Molten Salt Reactor，简称MSR）技术于20世纪50年代初提出，是一种基于熔盐的核裂变反应的新型反应堆。
这项技术的最初目的是用于生产可用于研究的同位素。
后来，由于熔盐反应堆技术具有高效、自动监测、节能、环保等特点，成为了人们研究和应用自然能源的热点和前沿领域。
熔盐反应堆技术的主要优势在于，它采用熔融态燃料，相较于传统的固态燃料，能够更充分地利用铀等核燃料，从而控制温度，提高效率，并且可以更容易地控制反应堆的核反应速率，降低反应堆的崩毁风险。
熔盐反应堆技术还具有一定的核废料消耗量，可以有效消耗放射性核废料。
二、技术原理熔盐反应堆技术的核心部件是熔盐反应堆核心区域，其中包含了熔盐储存罐、燃料循环系统、熔盐冷却剂循环系统、反应堆堆脚和稳定系统等核心部件。
熔盐反应堆技术工作原理是将液态燃料铀、钍和钽等放入熔盐堆中，通过核裂变反应产生的热能加热熔盐，形成高温高压的热态核反应状态，从而使熔盐反应堆产生电能。
同时，熔盐反应堆还有一套完善的热交换系统，可以通过热交换器，从反应堆中取热，对熔盐进行循环冷却，并将冷却后的熔盐输送回反应堆，完成反应堆的热能循环利用。
三、应用前景随着人们对环境保护和绿色发展的关注，更加高效、安全和环保的能源技术成为了人们共同追求的目标。
作为一项新兴技术，熔盐反应堆技术的应用前景看好。
首先，熔盐反应堆技术可以为人类提供廉价、清洁和高效的能源，大大减少碳排放并减缓气候变化。
其次，熔盐反应堆技术具有适用性广、可靠性高等优点，可以广泛应用于民用、工业和军用领域。
熔盐堆系统瞬态分析程序开发
本文将系统分析程序中的基本模型的数值解与其解析解进行对比,同时结合CFD、RELAP5等程序对本程序进行验证,确保基本模型的计算结果与商业程序不会出现较大偏差。通过对比液态熔盐堆点堆的计算结果与MSRE启泵/停泵的实验结果,以及对比固态点堆数值解与点堆解析解以确保点堆模型计算的正确性。
本文从基本守恒定律出发,基于交错网格技术,采用有限体积的半隐式差分方法联立求解质量、动量与能量守恒方程,采用高斯赛德尔算法(G-S)求解管网的压力矩阵,更新流体的速度场、压力分布等信息;采用有限体积法对不同的几何热构件进行数值离散,考虑了非均匀的结构材料的排布与非均匀的内热源分布,以及三种边界条件;采用点堆或者读取功率表格的方式实现功率加载,使用龙格库塔法求解点堆中子动力学的刚性方程。热工水力现象较中子动力学更为宏观,时间尺度可以设置的更加宽松。
两种堆型具有一些共同的技术特点,如固有安全性高,工作环境高温(~700°C)低压(<1MPa),熔盐冷却剂沸点高,反应性温度系数为负,经济性好等。液态燃料熔盐堆可利用钍铀循环实现燃料增殖,增大钍资源利用率,发展干法后处理技术可显著减少燃料后处理成本。
氟盐冷却高温堆采用弥散TRISO颗粒构成的燃料组件,失效温度高(约为1400°C)。此外,熔盐堆还可应用在线换料、无水冷却等技术。
流体动力学模型与热构件模型相互耦合求解,获得系统的温度分布、流量分布和压力分布,为分析系统瞬态行为提供参考。反应性模型与控制棒模型相互耦合,方便研究反应堆控制逻辑和策略。
此外,热工水力模型计算的流体温度可作为热电转换模块的输入参数,用于计算系统的热力循环参数,获得反应堆的发电效率。熔盐堆的堆芯核功率计算需要分开考虑。
熔盐反应堆的设计及应用研究
熔盐反应堆的设计及应用研究熔盐反应堆（Molten Salt Reactor, MSR）是一种新型核反应堆，由于它具有安全性高、用燃料、裂变产物等细节设计方面的应用优势，因此在近年来引起了广泛关注和深入研究。
一、熔盐反应堆的设计熔盐反应堆的设计是在普通的基础上进行的，主要是在燃料选择、反应堆结构设计和传热系统方面有所改进。
（一）燃料选择熔盐反应堆的燃料选择相对传统堆要宽得多，比如它可以使用铀、钍和铀-钍混合的燃料，且不限制燃料的含量。
同时，它还可以对燃料进行精细的加工，使得可以选择更稳定、更适合某种应用的燃料，如液态锂钠铀钍混合物。
（二）反应堆结构设计熔盐反应堆是在核反应堆的基础上进行的改进，其中最主要的改进体现在反应堆结构的设计方面。
在传统的堆结构中，反应堆是由固态燃料和冷却剂共同构成的，因此在核反应过程中产生的核燃料散布必须通过传统的冷却系统进行传热和排放。
而在熔盐反应堆中，燃料和冷却剂都是液态的，使得熔盐可以同时扮演着反应堆的燃料和冷却剂两个角色，从而减小了反应堆的结构。
这种设计的好处是可以更好地提高反应堆安全性，减少重型部件的数量，使堆的可靠性和使用寿命大大提高。
（三）传热系统传统反应堆的传热系统都是采用水和空气进行传热的方式，在燃料核心发生核裂变后，核燃料变成高温，并通过表面的内冷却管和外冷却片向外传导，这样就把热量从核燃料表面导出来，然后通过传热管传递到水循环器或空气循环器中。
而熔盐反应堆则可以利用熔盐直接传热，在反应堆周围建立热交换器，采用熔盐热流经热交换器的办法进行传热，从而实现了热量的有效利用和高热效率。
二、熔盐反应堆的应用研究（一）核能发电类似于其他的核反应堆，熔盐反应堆也可以产生电力，并且由于其中采用液态冷却剂的特点，熔盐反应堆在热效率方面优于传统核反应堆，并且因为线性度远高于其他堆型，最终导致了系统效率的增加。
同时由于核裂变产物在熔盐中的分散性，使得燃料寿命的延长、维护量的减少和发电成本的下降等方面颇为突出。
核裂变反应堆中的熔盐技术研究与应用
核裂变反应堆中的熔盐技术研究与应用核裂变反应堆是一种利用核裂变过程产生能量的设备，它是目前最常见的核能发电技术之一。
而熔盐技术是一种应用于核裂变反应堆中的新兴技术，它具有许多优势和潜力。
本文将介绍核裂变反应堆中的熔盐技术的研究与应用。
首先，我们来了解一下核裂变反应堆的基本原理。
核裂变是指重核原子（如铀、钚等）被中子轰击后发生核分裂的过程，释放出大量的能量。
核裂变反应堆利用这种能量来产生热能，然后将其转化为电能。
熔盐技术是一种将熔融盐料用作反应堆冷却剂和燃料载体的技术，与传统的水冷反应堆相比，具有更高的效率和更安全的性能。
熔盐技术的核心是将熔融盐料用作反应堆中的冷却剂和燃料载体。
熔融盐料是一种低熔点的盐类化合物，具有良好的热导性和化学稳定性。
在熔盐反应堆中，熔融盐料既可以作为冷却剂来吸收核裂变产生的热能，又可以作为燃料载体来承载核燃料。
这种设计在一定程度上避免了传统反应堆中的热交换器等部件，减少了系统的复杂性和故障率。
熔盐反应堆的独特之处在于其熔融盐料的特性。
首先，熔融盐料具有较高的热导性，可以更有效地吸收和传递核裂变产生的热能。
其次，熔融盐料的化学稳定性很高，不容易与核燃料发生反应或产生有害物质。
此外，熔融盐料的密度较低，可以减少反应堆的体积和重量，降低建设和运营成本。
熔盐技术还具有较高的安全性。
由于熔融盐料的低压和高沸点，熔盐反应堆不会出现过热和蒸汽爆炸等事故。
此外，熔盐反应堆采用负温度系数的反应性，即反应速率随温度的升高而下降。
这种设计可以使反应堆在过热或失控的情况下自动减速或停止反应，从而避免核燃料的过热和熔化。
熔盐技术在核能发电领域具有广阔的应用前景。
首先，熔盐反应堆可以利用多种核燃料，如铀、钚、钍等，从而提高燃料的利用率和核燃料的资源可持续性。
其次，熔盐反应堆还可以用于废物处理和核材料研究等领域。
熔盐反应堆可以将废弃的核燃料重新利用，减少核废料的产生和储存。
此外，熔盐反应堆还可以用于生产放射性同位素和核素，用于医学、工业和科研等方面。
高温熔盐反应堆的研究及其应用
高温熔盐反应堆的研究及其应用随着经济的发展和社会的进步，人们对能源的需求越来越大，同时也逐渐意识到了能源的紧缺性和环境污染的问题。
为了解决这些问题，人们开始寻找新的能源形式，高温熔盐反应堆就是其中的一种。
高温熔盐反应堆是一种新型的核反应堆，它采用熔盐作为燃料来产生能量，与传统的水冷反应堆相比，它具有更高的热效率、更安全、更经济等特点，因此在能源领域有着广阔的应用前景。
一、高温熔盐反应堆的基本原理高温熔盐反应堆采用熔盐作为燃料，这种燃料与传统的固体燃料和液体燃料相比有着更高的燃烧效率和更稳定的化学特性。
在高温熔盐反应堆中，燃料和冷却剂都是熔盐，它们混合在一起形成了一个循环熔盐循环系统。
燃料熔盐和冷却剂熔盐通过循环熔盐循环系统在反应堆中流动，完成核反应并将热能转化为电能或其他形式的能源输出。
高温熔盐反应堆的工作原理与传统反应堆相比差异较大，燃料熔盐既是燃料又是冷却剂，参与热交换过程，最大的好处则是可以在反应堆运行时进行燃料补充，保证了反应堆的安全性。
二、高温熔盐反应堆的应用价值高温熔盐反应堆具有多种应用价值，主要表现在以下几个方面。
（一）清洁能源高温熔盐反应堆是一种清洁能源，其核反应过程中不会产生二氧化碳和硫化物等有害气体，能够有效减少大气污染，对环境具有较小的影响。
同时，高温熔盐反应堆的原材料资源充足，不会出现能源短缺的问题，适合用于长期稳定的能源供应。
（二）高效能源高温熔盐反应堆具有高效能源的特点，其热效率达到了传统核反应堆的几倍甚至十几倍。
因此，高温熔盐反应堆可以最大限度地利用核能，达到更高的能源利用效率，从而提高国家的能源安全性。
（三）安全性高高温熔盐反应堆采用了熔盐燃料和冷却剂，这种材料的化学和物理特性相对比较稳定，具有较高的安全性。
熔盐的密度和热导率较大，具有很强的冷却能力，可以有效地控制堆芯温度，减少核事故的风险。
（四）多种用途高温熔盐反应堆具有多种用途，可以产生电能、支持工业生产、用于技术研究等领域。
熔盐包层的设计与中子学计算分析
熔盐包层的设计与中子学计算分析中国聚变工程实验堆(CFETR)是一个全超导托克马克反应堆,作为中国的下一代聚变装置,对其展开研究对中国聚变能走向商业应用具有重大意义。
包层是聚变堆的关键之一,其主要功能是实现氚的增殖。
本文在调研国内外研究现状的基础上,提出了CFETR熔盐包层概念,并对其展开设计以及中子学分析。
本文根据CFETR堆芯物理参数,建立了CFETR的中子源数学模型,并借助Matlab程序对其进行了分布模拟。
同时进行了中子壁负载的验证分析,模拟值与标准值的误差在5%之内。
研究过程中设计与计算相结合,根据计算结果指导设计的优化方向。
熔盐包层初始设计方案为：氟锂铍作为氚增殖剂(Li-6富集度为60%)、碳化钨作为屏蔽材料、低活化钢作为结构材料。
论文以初始设计方案为基础,建立了CFETR熔盐包层的一维中子学模型,开展氚增殖比的计算分析,并根据计算结果优化包层的设计参数。
其主要工作有：(1)分析了使用铍、铅两种中子倍增剂和无中子倍增剂三种状态下氚增殖比变化趋势,最终确定了使用铍作为中子倍增材料。
(2)计算了在不同Li-6富集度下的氚增殖比的变化,,确定使用60%的Li-6富集度。
(3)模拟了高、低场侧包层氚增殖区域厚度、中子倍增区域厚度对氚增殖比的影响。
综合考虑空间、氚增殖和中子屏蔽等因素确定了包层的内部材料布置方案。
高场侧包层：10cm中子倍增区+15cm增殖区域；低场侧包层：15cm中子倍增区+25cm增殖区域。
(4)研究了结构材料、偏滤器等因素对氚增殖比的影响。
在一维设计基础上考虑偏滤器、真空室、纵向磁场线圈等结构,完成了熔盐包层的结构设计。
建立了包层中子学分析的三维模型,计算了包层径向隔板对氚增殖比的影响,在不考虑径向隔板及装置窗口的情况下得到氚增殖比为1.3256；考虑径向隔板后的氚增殖比大小为1.3162,减小了0.71%。
最后,在三维中子学模型的基础上对熔盐包层进行了中子壁负荷计算分析、核功率密度计算分析,得到了包层的核热及中子壁负荷参数。
高温熔盐反应堆技术的研究与实践
高温熔盐反应堆技术的研究与实践第一章介绍高温熔盐反应堆（High-Temperature Molten Salt Reactor，简称MSR）是一种核能发电系统，它使用熔融盐作为燃料和冷却剂。
MSR 具有高效率、核废弃物处理、可操控性等诸多优点。
近年来，MSR 技术受到广泛关注，其研究和应用前景广阔，并已成为世界核能技术发展的热点之一。
第二章单元反应堆的设计与构造单元反应堆主要由反应堆核心、传热结构、冷却系统、辅助系统等组成。
MSR 技术采用熔融盐作为冷却剂和燃料，具有优良的传热性能，可以实现高效率的核能转化和高温热功率输出。
单元反应堆的设计和构造是实现 MSR 技术的重要环节。
第三章熔盐特征分析及安全性评估熔盐的物理化学性质和特征对 MSR 技术的应用至关重要。
熔盐反应堆的反应介质为熔化的钍铀盐和氟盐混合物，具有优异的高温传热性能和较高的工作温度。
在应用中，需要研究和掌握熔盐的温度、浓度、循环流量等物理性质，分析其在高温状态下的化学反应和扩散情况，以及熔盐循环和防爆等安全性能。
第四章熔盐反应堆应用与展望熔盐反应堆技术不仅可以用于发电，也可以用于核能转化和应用，如核废料处理、重油加氢、氢生产等。
同时，MSR 技术也可以与其他能源技术相结合，如太阳能技术、高温气冷堆技术等。
未来，熔盐反应堆技术的研究和应用将会得到更广泛的关注和深入的推广，有望成为可持续能源技术的主流之一。
第五章结论本文对 MSR 技术的研究现状进行了分析和总结，阐述了单元反应堆的设计与构造、熔盐特征分析及安全性评估，以及熔盐反应堆的应用与展望。
可见，MSR 技术有着广阔的应用前景和非常重要的意义，值得进一步深入研究和完善。
熔盐反应堆的研制与应用
熔盐反应堆的研制与应用熔盐反应堆：从理论到现实随着能源需求的不断增加和石化能源的数量日益减少，人们对于核能的关注也越来越高。
在核能利用的过程中，流化床燃料反应堆和水冷反应堆是其中两种最常见的反应堆，但是它们都存在着一些问题，如燃料浪费、燃料裂变产生的中子能量损失以及原子核废料的处理等问题。
为了解决这些问题，熔盐反应堆作为一种新的反应堆被提出，并且逐渐得到应用。
熔盐反应堆最初是由美国知名物理学家埃尔涅斯特•劳伦斯于1950年代初提出的，主要构成是一种液态熔盐，其中包含着燃料和冷却剂两种元素。
由于其具备优良的性能和安全性能，所以迅速得到了全球范围内的高度关注和重视。
研究人员对熔盐反应堆进行了多年的深入研究和试验，最终将其发展成了一种完全成熟的技术，并用其来供能，其应用价值得到了人们的充分肯定。
与水冷反应堆相比较，熔盐反应堆的设计优点主要表现在以下几方面：* 单位燃料的质量和可用率高：由于其熔盐相对于水的优势，其在燃耗方面的率更高，从而降低了其运营成本。
* 稳定性能优良：由于其本身为流体设计形式，所以不存在“爆炸”的现象，从而大幅提高其在反应过程中的稳定性。
* 原子核废弃物非常少：这是由于其主要元素为钍和铀，其半衰期非常长，使得其在使用过程中的产生的化学物质极少，无需特殊处理即可安全地储存和处理。
* 安全性好：与核热风化反应堆不同，熔盐反应堆在发生意外时有较好的自动关停和自动排放反应热方式保护系统完整性的能力。
熔盐反应堆的开采目前，全球范围内的熔盐反应堆建设正在逐步加速。
为了推进熔盐反应堆的应用，很多国家都在进行相关的工作。
在我国，熔盐反应堆作为一项国家战略已经被充分关注。
据悉，我国的“九五”-“十三五”计划均将核技术列为基础和关键技术之一，而在其中熔盐反应堆作为最新的技术也已于该计划中列明，表明我国将加快熔盐反应堆的应用和开发。
在开采过程中，熔盐反应堆需依靠核燃料提供能源，在这方面我国已经掌握了较为成熟的技术，因此研究人员正准备大力推动熔盐反应堆的开采。
熔盐反应堆堆芯动态特性的计算分析
107科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 工 业 技 术熔盐堆（M SR ）最早由美国橡树岭国家实验室(ORNL)提出,采用流动的熔盐作为燃料,具有良好的中子学性能、固有安全性、可在线后处理、放射性废物少、可持续发展、防核扩散等优点[1]。
20世纪40年代后期,OR NL 开始研发熔盐堆,1965年,O RN L 建造的MSRE达到临界,并成功运行了10000多个小时论证了熔盐堆的可行性[2]。
1970年至1976年期间,O R N L 提出并完成了采用232Th-233U燃料循环的MSBR概念设计[3]。
Antonio C等采用双群理论建立了包含燃料流动方程组的一回路动态仿真模型,对MSBR （Molten Salt Breeder Reactor,MSBR）引入阶跃反应性、泵失效等瞬态进行了仿真分析,研究结果表明系统引入的阶跃反应性超出总的缓发中子份额,系统将出现瞬发临界[4];在文献[5]中,Antonio C等对比了零维、一维、二维三种维度下MSRE一回路系统在引入50cpm阶跃反应性下,堆芯熔盐及石墨的平均温度随时间的响应情况,三种结果与ORNL公布的结果[6]相一致;Matthias V等基于点堆动力学对MSBR的反应性控制进行了初步分析,研究表明在任何稳态工况下,堆芯平均温度与燃料质量流量具有一定的关系[7];程懋松等基于点堆动力学模型对MSB R一回路系统进行了安全分析研究[8]。
本研究选取MSRE为对象,基于点堆动力学与热平衡原理建立堆芯仿真模型,模拟无紧急停堆情况下,MSRE阶跃反应性事故与线性引入反应性事故下各个相关参数的响应,分析系统的安全性能,为进一步分析改进熔盐堆提供参考。
1 物理模型1.1MSRE 一回路系统将M SR E 一回路系统简化成图1所示。
假设堆芯由一个石墨块和两个熔盐块组成。
采用点堆动力学方程组建立中子密度求解模型[6];根据质量守恒原理和能量守恒原理建立一回路系统热工模型[6,8]。
熔盐实验堆MSRE堆芯罐和反应堆容器辐照损伤计算与分析_刘亚芬 (1)
择具有重要的实际意义 。 关键词 ： 熔盐实验堆 ； 中子注量率 ； 原子离位数率 （ ） 中图分类号 ： Ｔ Ｌ ３ ４ １ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ０ ６ ９ ３ １ ２ ０ １ ２ Ｓ ０ ０ ４ ５ ９ ０ ５ － － －
１２ １２ １ １２ １ ，ＭＥ ， Ｌ Ｉ Ｕ Ｙ ａ ｆ ｅ ｎ Ｉ Ｌ ｏ ｎ ｅ ｉ Ｃ Ａ Ｉ Ｘ ｉ ａ ｎ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｘ Ｉ ＯＮＧ Ｗ ｅ ｎ ａ ｎ Ｊ Ｉ ＡＮＧ Ｄ ａ ｚ ｈ ｅ ｎ － －ｗ ， － －ｇ － ｇ ， ｇ ｇ ， ， ，
（ １． Ｓ ｈ ａ ｎ ｈ ａ ｉ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ Ａ ｌ ｉ ｅ ｄ Ｐ ｈ ｓ ｉ ｃ ｓ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｏ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｈ ａ ｉ ２ ０ １ ８ ０ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ； ｇ ｆ ｐ ｐ ｙ ｙ ｆ ｇ ２． Ｇ ｒ ａ ｄ ｕ ａ ｔ ｅ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｏ Ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ ｅ Ａ ｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｏ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ， Ｂ ｅ ｉ ｉ ｎ ０ ０ ０ ４ ９， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ） ｙ ｆ ｙ ｆ ｊ ｇ１
； 收稿日期 ： 修回日期 ： ２ ０ １ ２ ０ ５ ３ １ ２ ０ １ ２ ０ ７ ０ ６ － － － － ） 基金项目 ： 中国科学院战略性先导科技专项资助项目 （ Ｘ Ｄ Ａ ０ ２ ０ １ ０ ２ ０ ０ ， 作者简介 ： 刘亚芬 （ 女， 湖南益阳人 ， 博士研究生 ， 从事反应堆物理计算研究 １ ９ ８ ６—）
新概念熔盐堆的固有安全性及相关关键问题研究
Q IU Sui2zheng , ZHAN G Da2lin , SU Guang2hui , TIAN Wen2xi
( S chool of N uclear S cience an d Technolog y , X i’an J i aoton g U ni versit y , X i’an 710049 , Chi na)
熔盐堆由于其闭式燃料循环和突出的核 废料嬗变和焚化特性 ,是所有反应堆中可持 续发展等级最高的 ,这一点恰好契合了我国 核电可持续发展目标和“分离2嬗变”燃料循环 发展的技术路线 。同时 , 开展 熔盐 堆基 础理 论的研究 ,对于提高我国先进核能系统研究 水平具有重要的学术意义 ,对于提升我国核 大国的国际地位 、保持我国核电事业的 可持 续发展具有重要的现 实意 义 。因此 , 西 安交 通大学核能学院热工课题组在国家自然科学 基金项目的资助下 ,从熔盐堆的堆芯物理 、热 工水力和反应堆安全等方面对熔盐堆的固有 安全性基础理论进行了系统的研究 ,建立熔 盐堆 分 析 的 通 用 数 学 模 型 , 并 将 其 应 用 于 MOSA R T 的分析计算 。
含有裂变和可转换材料的燃料熔盐以高于500的堆芯入口温度流入经优化设计的堆芯达到临界且仅在堆芯处达到临界燃料熔盐在堆芯处发生裂变反应释放热量并被自身吸收带走不需另外的冷却剂燃料熔盐在堆芯出口处温度可达700800沸点温度可达1400出的高温燃料熔盐通过一次侧热交换器将热量传给二次侧冷却剂熔盐再通过二次侧热交换器传给三回路的氦气进行发电或制氢
4) 可以采用布雷顿循环 ,发电效率高达 45 %～50 % ,并可产生高温工艺热 ,用于大规模 制氢等 。
高温熔盐反应堆的设计与应用研究
高温熔盐反应堆的设计与应用研究随着人类社会的不断发展，能源问题变得越来越紧迫。
传统能源的开采、利用和储存已经无法满足人类社会需求。
因此，新型能源的研究以及应用已经成为了当前科技研发的重要方向。
高温熔盐反应堆（Molten Salt Reactor，MSR）作为新型能源的代表之一，具有很大的应用潜力。
它是一种核反应堆，利用熔盐作为冷却剂以及燃料载体，进行核反应的过程，同时也有很多优势，比如较高的热效率、低压操作、较低的放射性废物等。
下面将会从MSR的设计、应用等方面进行展开讲解。
一、 MSR的设计MSR分为两类：热中子反应型和快中子反应型。
其中快中子反应型的核反应速率比热中子反应型的核反应速率快，热中子反应型的核反应速率比较慢，可以通过控制燃料的溶解度和运动状态实现反应速率的调节。
热中子反应型的MSR也可以用于实现核废弃物储存及其再生利用等多种功能。
MSR的燃料是一种特殊的燃料盐，有氟化锂和氟化钾的混合物。
其储存容器是一个反应堆、热槽和排放容器的集合体，由主散热器、辅助散热器和循环泵组成。
此外，MSR还有一个用于实现反应物料输入和废弃物料排出的机械系统。
在MSR的设计中，要注意反应的热力学特性，特别是燃料盐的腐蚀问题和辐照损伤问题。
二、MSR的应用MSR在很多领域都有着广泛的应用前景，目前已经有很多国家在进行相关研究。
1.能源作为新型能源的代表，MSR的能源转换效率高，同时可以实现可持续发展与低碳生态平衡。
其中还可以进一步改进，开发出结果更为可靠的核电能源。
由于其设计理念具有非常的优势，MSR被认为是世界核能发展的重要方向之一。
2.化工MSR可以实现对化工反应的控制和模拟。
在化学反应设施中添加中子源，就可以直接借助MSR的特点来实现废弃物料的分解，实现有机废弃物的净化和处理。
同时，MSR还可以对石油化工方面的化学反应进行模拟。
3.医疗卫生MSR能够直接产生温度较高的中子，这使得它可以用于医学领域。
熔盐堆msbr反应堆功率 -回复
熔盐堆msbr反应堆功率-回复熔盐堆MSBR反应堆功率熔盐堆（molten salt reactor）是一种将燃料作为液态盐的形式来管理的核反应堆。
熔盐堆之所以备受关注，是因为它具有很高的安全性、资源利用率和燃烧效率。
其中一种熔盐堆的类型是熔盐堆MSBR（molten salt breeder reactor）。
在本文中，我们将针对MSBR反应堆的功率进行深入了解。
第一部分：MSBR反应堆的基本原理MSBR反应堆是一种跨世代的反应堆设计，旨在实现高效能的裂变燃料以及繁殖钍和裂变基链。
它的独特之处在于，反应堆中的燃料是以液态盐的形式存在，并且与反应堆中的裂变过程直接相连。
具体而言，MSBR反应堆采用氟化物盐作为燃料。
这种盐的特点是它具有很高的熔点和沸点，这使得它在高温下可以以液态的形式存在，同时也能够容纳裂变反应所需的燃料。
第二部分：MSBR反应堆的节能原理MSBR反应堆在节能方面有着明显的优势。
首先，熔盐堆采用钚和钍的裂变链作为燃料，这意味着它可以高效地利用裂变反应产生的能量，并将其转化为电能等可用的形式。
其次，熔盐堆的设计还允许燃料直接循环，在反应过程中连续添加新的燃料并移除耗尽的燃料。
这种循环设计可以大大提高燃料利用率。
第三部分：MSBR反应堆的功率控制原理为了控制MSBR反应堆的功率，可以采用多种方法。
其中一种常见的方法是通过调节中子速度和密度来控制反应堆的中子平衡，从而影响燃料的裂变速率。
具体而言，可以通过增加或减少中子反射体的数量和厚度来改变中子速度和密度。
中子反射体是一种材料，可以反射中子从而减少其逃逸，从而增加中子在燃料内部的反应次数。
此外，还可以通过调节燃料循环的速度来控制熔盐堆的功率。
通过调整燃料的注入速度，可以改变燃料在反应堆中停留的时间，从而影响反应堆的产能。
第四部分：MSBR反应堆的安全性考虑在考虑MSBR反应堆功率的问题时，安全性是一个很重要的因素。
由于MSBR反应堆是以液态盐的形式存在，其设计考虑了很多关于盐对反应堆系统的影响并采取了相应的措施。
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摘 要 ： 虑 新 概 念 熔 盐 堆 燃 料 盐 的 流 动 特性 ， 基 本 的 粒 子 守 恒 方 程 出 发 ， 导 了 熔 盐 堆 的 中子 动 力 学 考 从 推
模 型 ， 采 用 数 值 方 法 对 ３ 工 况 下 熔 盐 堆 的 临 界 问 题 进 行 计 算 ， 察 流 动 对 有 效 增 殖 系 数 、 中 子 分 并 种 考 快
第４ 卷第 １ 期 ２ ２
２ ０ 年１ 月 ０８ ２
原
子
能
科
学
技
术
Ｖｏ． ２ Ｎｏ １ １４ 。 ． ２
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新 概 念 熔 盐 堆 物 理 计 算 方 法 研 究 及 程 序 设 计
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张大林 秋穗正 ， 刘长亮 ， 苏光辉 ， 贾斗南
，
（．西 安交 通 大学 动 力 工 程 多 相 流 国家 重 点 实 验 室 ， 西 西 安 １ 陕 ２ ．西 安 交 通 大 学 核 能 科 学 与 技 术 学 院 ， 西 西 安 陕
７０４ ； １ ０ ９
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布 、 中子 分 布 及 缓 发 中子 先 驱 核 分 布 的影 响 。 结果 表 明 ： 量 流 量 对 有 效 增 殖 系数 的 影 响 很 小 ， 热 热 质 对 中 子 分 布 的 影 响 比对 快 中 子 分 布 的 影 响 大 ， 而质 量 流 量 越 大 ， 发 中 子先 驱 核 移 出 堆 芯 的 比 率 也 越 大 。 缓 关键词 ： 盐堆 ； 子动力学模型 ； 熔 中 中子 扩 散 ； 发 中子 先 驱 核 ； 动 效 应 ； 值 计 算 缓 流 数 中 图 分 类 号 ： Ｌ ２ ； Ｌ ２ Ｔ ４６Ｔ ３５ 文献标志码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０６ ３ （０ ８ １ －１ ３０ １ ０—９ １２ ０ ） ２１ ０ —６
Ｎｕ ｌ ａ ｌ ｕ ａ ｉ ｎ ａ ｏ ｒ ｍ ｖ ｌ ｐ ｅ ｃ ｅ ｒ Ｃａ ｃ ｌ ｔｏ ｎｄ Ｐｒ ｇ ａ Ｄｅ ｅ ｏ ｍ ｎｔ ｆ ｒ Ｍ ｏ ｔ ｎ Ｓ ｌ ａ ｔ ｒ ０ ｌｅ ａ ｔ Ｒｅ ｃ ｏ
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