Z箍缩驱动聚变-裂变混合能源堆总体概念研究 被引量：47

1

作者 彭先觉 王真 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1-6,共6页

中国工程物理研究院提出的Z箍缩驱动聚变-裂变混合能源堆(Z-FFR)概念,采用Z箍缩热核聚变产生的大量中子驱动次临界裂变堆而释放能量,集成了"局部整体点火"聚变靶、"先进次临界能源堆"等创新概念,在安全、经济、持... 中国工程物理研究院提出的Z箍缩驱动聚变-裂变混合能源堆(Z-FFR)概念,采用Z箍缩热核聚变产生的大量中子驱动次临界裂变堆而释放能量,集成了"局部整体点火"聚变靶、"先进次临界能源堆"等创新概念,在安全、经济、持久和环境友好等方面具有优良的品质,有望成为有效应对未来能源危机和环境气候问题的千年能源。简要回顾了国内外Z箍缩聚变能源(Z-IFE)的相关研究进展,介绍了中国工程物理研究院在Z-FFR方向的总体概念研究情况,从驱动器、聚变靶设计和次临界裂变堆三方面阐述了此能源系统的原理结构和运行特点,对其经济性进行了评估,同时提出了未来Z-FFR的发展路线图设想。 展开更多

关键词 Z箍缩 聚变-裂变混合堆 局部整体点火 次临界能源堆

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Z箍缩驱动聚变-裂变混合堆总体概念研究进展 被引量：29

2

作者 李正宏 黄洪文 +7 位作者 王真 陈晓军 祁建敏 郭海兵 马纪敏 肖成建 褚衍运 周林 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期14-20,共7页

Z箍缩驱动聚变-裂变混合能源堆(Z-FFR)在核安全、经济、持久和环境友好等方面具有优良的品质,有望成为有效应对未来能源危机和环境、气候问题的新能源。从Z箍缩驱动聚变方案与聚变靶设计、重复频率驱动器、次临界包层及产氚包层设计、... Z箍缩驱动聚变-裂变混合能源堆(Z-FFR)在核安全、经济、持久和环境友好等方面具有优良的品质,有望成为有效应对未来能源危机和环境、气候问题的新能源。从Z箍缩驱动聚变方案与聚变靶设计、重复频率驱动器、次临界包层及产氚包层设计、燃料循环等关键问题方面,对Z-FFR工程概念总体研究情况进行了介绍。 展开更多

关键词 聚变-裂变混合堆 Z箍缩 惯性约束聚变 次临界包层 氚循环

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Z箍缩驱动聚变裂变混合堆——一条有竞争力的能源技术途径 被引量：13

3

作者 彭先觉 《西南科技大学学报》 CAS 2010年第4期1-4,8,共5页

介绍了国内外Z箍缩研究现状,探讨了利用Z箍缩驱动核能源的新能源技术,证明Z-Pinch驱动聚变裂变混合堆是一条非常有竞争力的能源路线。

关键词 Z箍缩 聚变裂变混合堆 次临界能源堆

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次临界能源堆物理设计进展 被引量：13

4

作者 李茂生 师学明 +12 位作者 刘荣 鹿心鑫 朱通华 王新华 余泳 严钧 唐涛 贾建平 程和平 蒋洁琼 栗再新 杨永伟 吴宏春 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期21-31,共11页

聚变-裂变混合能源堆包括聚变中子源和次临界能源堆,主要目标是生产电能。回顾了国内外混合堆的发展历史,给出混合能源堆设计的边界条件和约束条件,说明次临界能源堆以铀锆合金为燃料、水为冷却剂的设计思想。利用输运燃耗耦合程序MCORG... 聚变-裂变混合能源堆包括聚变中子源和次临界能源堆,主要目标是生产电能。回顾了国内外混合堆的发展历史,给出混合能源堆设计的边界条件和约束条件,说明次临界能源堆以铀锆合金为燃料、水为冷却剂的设计思想。利用输运燃耗耦合程序MCORGS计算了混合能源的燃耗,给出了中子有效增殖因数、能量放大倍数和氚增殖比等物理量随时间的变化。通过分析能谱和重要核素随燃耗时间的变化,说明混合能源堆与核燃料增殖、核废料嬗变混合堆的不同特点。论述了混合堆的热工设计并进行了安全分析。对于燃耗数值模拟程序,通过多家对算,保证其计算结果的可信性。针对次临界能源堆的特点,利用贫铀球壳建立了贫铀聚乙烯装置和贫铀LiH装置,并且专门设计加工了天然铀装置,开展铀裂变率、造钚率、产氚率等中子学积分实验,验证了数值模拟的可靠性。 展开更多

关键词 聚变-裂变混合堆 热工水力 燃料循环 中子学积分实验

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聚变-裂变混合堆水冷包层中子物理性能研究 被引量：8

5

作者 徐红 杨永伟 周志伟 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第B12期97-102,共6页

研究直接应用国际热核聚变实验堆(ITER)规模的聚变堆作为中子驱动源,采用天然铀为初装核燃料,并采用现有压水堆核电厂成熟的轻水慢化和冷却技术,设计聚变-裂变混合堆裂变及产氚包层的技术可行性。应用MCNP与Origen2相耦合的程序进行计... 研究直接应用国际热核聚变实验堆(ITER)规模的聚变堆作为中子驱动源,采用天然铀为初装核燃料,并采用现有压水堆核电厂成熟的轻水慢化和冷却技术,设计聚变-裂变混合堆裂变及产氚包层的技术可行性。应用MCNP与Origen2相耦合的程序进行计算分析,研究不同核燃料对包层有效增殖系数、氚增殖比、能量放大系数和外中子源效率等中子物理性能的影响。计算分析结果显示,现有核电厂广泛使用的UO2核燃料以及下一代裂变堆推荐采用的UC、UN和U90Zr10等高性能陶瓷及合金核燃料作为水冷包层的核燃料,都能满足以产能发电为设计目标的新型聚变-裂变混合堆能量放大倍数的设计要求,但只有UC和U90Zr10燃料同时满足聚变燃料氚的生产与消耗自持的要求。研究结果对进一步研发满足未来核能可持续发展的新型聚变-裂变混合堆技术具有潜在参考价值。 展开更多

关键词 聚变-裂变混合堆 水冷包层 核燃料 中子物理性能

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纵观国际核聚变进展探讨中国核聚变发展的道路 被引量：4

6

作者 邱励俭 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 1999年第4期471-481,共11页

纵观了国际核聚变发展的历史过程，认为托卡马克要成为工程可靠、经济上有竞争能力的一代商用能源，尚有待时日．但作为聚变中子源驱动次临界装置（聚变－裂变混合堆）可解决上述在聚变商用化以前大规模发展核裂变能的四个重要问题（生... 纵观了国际核聚变发展的历史过程，认为托卡马克要成为工程可靠、经济上有竞争能力的一代商用能源，尚有待时日．但作为聚变中子源驱动次临界装置（聚变－裂变混合堆）可解决上述在聚变商用化以前大规模发展核裂变能的四个重要问题（生产核燃料、处理核废料、生产氛及处理军用钚）；保持技术发展的连续性．这种系统由于是次临界的，因而是被动的固有安全的，而且可做到深燃耗或高效率，可以成为我国大规模、可持续发展核能的重要方式，也是推动永久清洁能源─—聚变能发展的重要台阶．本文对国民经济发展过程中的能源需求作了预测，分析了国内外核聚变研究成果现状和发展趋势，对中国的聚变能源战略和历史机遇（经济、技术体系、地位）作了讨论，介绍了聚变－裂变混合堆并提出了发展聚变－裂变混合堆的总体设想、研究内容和预期目标． 展开更多

关键词 核聚变 托卡马克 聚变裂变混合堆 核能 中国

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聚变裂变混合堆的氚工艺和氚增值剂研究 被引量：5

7

作者 曹小华 《核物理动态》 CSCD 1995年第4期33-36,共4页

本文简要介绍聚变堆氚工艺和氚增殖剂研究的现状和我所在混合堆氚增殖剂和氚工艺研究中取得的成果，并对这一领域的继续发展提出了一些建议．

关键词 聚变能源 混合堆 氚工艺 氚增殖剂

原文传递

紧凑型聚变裂变混合堆参数优化及放电模拟 被引量：3

8

作者 陈美霞 吴斌 +1 位作者 周晓林 刘成岳 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期247-251,共5页

在聚变裂变混合堆大、小半径分别不变情况下,通过优化聚变裂变混合堆中心螺管尺寸,用聚变系统分析程序对紧凑型聚变裂变混合堆的参数进行了优化分析,给出了紧凑型聚变裂变混合堆的最佳设计点。利用TSC平衡演化程序以该设计点为基础进行... 在聚变裂变混合堆大、小半径分别不变情况下,通过优化聚变裂变混合堆中心螺管尺寸,用聚变系统分析程序对紧凑型聚变裂变混合堆的参数进行了优化分析,给出了紧凑型聚变裂变混合堆的最佳设计点。利用TSC平衡演化程序以该设计点为基础进行了放电模拟研究,结果表明该堆具有良好的经济优势及可行性。 展开更多

关键词 紧凑型 聚变裂变混合堆 经济性 发电成本 放电模拟

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聚变-裂变混合能源堆球模型参数敏感性分析 被引量：3

9

作者 刘国明 程和平 邵增 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期272-276,共5页

在聚变-裂变混合能源堆球模型基础上,使用蒙特卡罗方法中子学程序对中子源、铀水体积比、产氚区等相关参数进行了中子学的敏感性计算。分析了各参数对混合能源堆能量放大倍数M和氚增殖比TBR的影响,并总结其基本规律,为开展进一步的混合... 在聚变-裂变混合能源堆球模型基础上,使用蒙特卡罗方法中子学程序对中子源、铀水体积比、产氚区等相关参数进行了中子学的敏感性计算。分析了各参数对混合能源堆能量放大倍数M和氚增殖比TBR的影响,并总结其基本规律,为开展进一步的混合能源堆概念设计提供了重要参考。 展开更多

关键词 聚变-裂变混合能源堆 球模型 敏感性分析

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聚变-裂变混合堆快裂变包层与抑制裂变包层的比较 被引量：1

10

作者 刘成安 《计算物理》 CSCD 北大核心 1993年第1期20-24,共5页

以生产核燃料为主要目的的聚变-裂变混合堆包层,可采用两种不同的设计方案:快裂变包层和抑制裂变包层。它们各具有其长处和不足。本文以两个典型的包层结构为例,作了快裂变包层和抑制裂变包层的中子学计算和对比分析。其结果可作为包层... 以生产核燃料为主要目的的聚变-裂变混合堆包层,可采用两种不同的设计方案:快裂变包层和抑制裂变包层。它们各具有其长处和不足。本文以两个典型的包层结构为例,作了快裂变包层和抑制裂变包层的中子学计算和对比分析。其结果可作为包层选型设计及技术可行性、安全性、经济性分析的参考。 展开更多

关键词 混合堆 快裂变 抑制裂变 包层

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ITER驱动混合堆次临界包层燃料区结构设计与分析 被引量：2

11

作者 刘志勇 曾和荣 +5 位作者 钱达志 李正宏 黄洪文 郭海兵 马纪敏 王少华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期284-288,共5页

基于国际热核聚变实验反应堆磁约束聚变-裂变混合能源系统次临界包层的物理-热工设计结果,提出了聚变-裂变混合堆次临界包层燃料区结构设计方案,包括纵骨支撑结构、燃料区结构和锆包壳结构。运用Pro/e建模软件建立了次临界包层燃料区结... 基于国际热核聚变实验反应堆磁约束聚变-裂变混合能源系统次临界包层的物理-热工设计结果,提出了聚变-裂变混合堆次临界包层燃料区结构设计方案,包括纵骨支撑结构、燃料区结构和锆包壳结构。运用Pro/e建模软件建立了次临界包层燃料区结构模型,并利用ANSYS-workbench mechanical有限元分析软件对纵骨式支撑结构开展了初步力学分析,得到了燃料部件和纵骨式多层支撑结构的最大Tresca应力值、应力分布云图和总变形量,其中最大应力为87.04 MPa,最大变形量为0.17mm。按照第3强度理论校核,计算结果表明纵骨式次临界包层结构各部件能够满足强度要求。 展开更多

关键词 聚变-裂变混合堆 次临界包层 燃料区 结构设计 有限元分析

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聚变裂变混合堆设计中的中子学问题 被引量：1

12

作者 刘成安 《核物理动态》 CSCD 1995年第4期61-63,共3页

本文简要叙述了聚变裂变混合堆包层设计所涉及的中子γ光子耦合输运方程、核子数密度方程及有关计算机程序系统；介绍用于聚变堆设计的核数据工作现状及未来工作重点．

关键词 聚变裂变混合堆 中子输运 核数据库

原文传递

聚变-裂变混合堆冷却剂布置优化及堆外自然循环分析 被引量：2

13

作者 喻章程 解衡 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期166-174,共9页

根据聚变-裂变混合堆概念堆型的燃料区水冷设计,通过FLUENT建模和模拟计算,比较了均匀流量和按燃料单元发热量比例分配流量两种冷却剂布置方案。数值计算结果表明,这两种布置方案中燃料单元之间的导热很小,除燃料单元1中冷却管道外,其... 根据聚变-裂变混合堆概念堆型的燃料区水冷设计,通过FLUENT建模和模拟计算,比较了均匀流量和按燃料单元发热量比例分配流量两种冷却剂布置方案。数值计算结果表明,这两种布置方案中燃料单元之间的导热很小,除燃料单元1中冷却管道外,其余的冷却管道带走的热量几乎等于相应燃料单元的发热量,在用系统分析程序等效建模时,不必重新确定冷却管道的热构件;对后一种布置方案燃料区的最高温度更低,温度分布更均匀,但温度展平效果并不明显。计算了堆外自然循环系统在假设的失水事故(LOCA)中的导热能力。结果表明,如果不采用自然循环系统,停堆后520s发生堆芯熔化;但是如果采用自然循环系统,停堆后1000s,燃料区的最高温度只达到584.4°C,不会发生堆芯熔化。 展开更多

关键词 聚变-裂变混合堆 FLUENT 均匀流量 比例分配流量 自然循环

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300^#堆在线产氚回路及其应用 被引量：1

14

作者 沈文德 曹小华 +4 位作者 姜亦祥 谈华锦 万竟平 熊智明 钱达志 《核物理动态》 CSCD 1995年第4期90-92,共3页

本文介绍了３００＾＃堆在线产氚回路的组成及其主要指标、回路运行和释氚实验概况、阐明了在线产氚回路在聚变裂交混合堆包层产氚研究中的应用和前景。

关键词 反应堆 聚变裂变混合堆 在线产氚回路 释氚

原文传递

聚变-裂变实验混合堆材料研究现状 被引量：1

15

作者 戴受惠 《核动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第6期28-35,共8页

本文介绍聚变-裂变实验混合堆第一壁初步概念设计的特点和要求,结构材料和衬瓦材料研究计划;低通量聚变中子、高通量裂变中子,a^-,P^-、C^+等带电粒子和高能电子照射前几种奥氏体不锈钢的微观结构和性能;带电粒子照射后的组织变化及肿... 本文介绍聚变-裂变实验混合堆第一壁初步概念设计的特点和要求,结构材料和衬瓦材料研究计划;低通量聚变中子、高通量裂变中子,a^-,P^-、C^+等带电粒子和高能电子照射前几种奥氏体不锈钢的微观结构和性能;带电粒子照射后的组织变化及肿胀行为初探;低各向异性度石墨和不同工艺条件下涂层的C^+SiC抗H^+溅射和抗电子束热震行为。500℃,1.8-4.7MeV的a^-粒子束和1.5MeV质子束分别照射至10^(18)a/cm^2和3.7×10^(19)P/cm^2,固溶退火的316SS的肿胀率为8%,20%冷加工316SS和316(Ti)SS的性能优于316LSS。 展开更多

关键词 聚变 裂变 实验堆 混合堆 材料

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全球床聚变—裂变混合堆包层初探 被引量：1

16

作者 曹栋兴 李植华 +3 位作者 魏仁杰 梁今玉 李兴中 应纯同 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 1991年第8期14-19,共6页

关键词 聚变 裂变 混合堆 球床 包层

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多功能聚变裂变混合实验堆FDS-MFX氦冷包层三维中子学初步设计与分析 被引量：1

17

作者 刘金超 金鸣 +7 位作者 王明煌 蒋洁琼 王国忠 邱岳峰 宋婧 邹俊 吴宜灿 FDS团队 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2011年第2期169-174,共6页

FDS-MFX(Multi-Functional eXperimental fusion-fission hybrid reactor)是一个基于现实可行技术的多功能聚变裂变混合实验堆概念,分3个阶段相继开展实验研究,分别采用纯氚增殖包层、铀燃料包层和乏燃料包层。本文重点对其中铀燃料包... FDS-MFX(Multi-Functional eXperimental fusion-fission hybrid reactor)是一个基于现实可行技术的多功能聚变裂变混合实验堆概念,分3个阶段相继开展实验研究,分别采用纯氚增殖包层、铀燃料包层和乏燃料包层。本文重点对其中铀燃料包层后期阶段中高浓缩铀模块的摆放方式和尺寸进行优化,给出一个区平均最大功率密度约为100 MW/m3,235U装料量约为1t,氚增殖率为1.05的三维初步中子学方案。 展开更多

关键词 聚变裂变 混合实验堆 包层 中子学

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铀基聚变-裂变混合堆次临界能源包层有限元力学分析 被引量：1

18

作者 刘志勇 曾和荣 +2 位作者 王少华 郭海兵 马纪敏 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期137-142,共6页

次临界能源包层是聚变-裂变混合堆的重要部件,对其进行力学特性分析研究是确保整个反应堆正常运行的关键。本文利用有限元分析软件对次临界能源包层的第一壁结构、支撑固定结构的相关零部件开展了初步的力学分析,得到了各零部件相关结... 次临界能源包层是聚变-裂变混合堆的重要部件,对其进行力学特性分析研究是确保整个反应堆正常运行的关键。本文利用有限元分析软件对次临界能源包层的第一壁结构、支撑固定结构的相关零部件开展了初步的力学分析,得到了各零部件相关结构的最大应力值、应力分布云图和变形分布云图,其中支撑结构的最大应力位于加强筋板与圆柱定位销的连接处,应力值为310.2 MPa;第一壁的最大应力位于"U"形流道拐角处,应力值为240.7 MPa;按相应的评价准则进行结构的强度和刚度校核,计算结果表明次临界能源包层各零部件能够满足计算工况下的强度和刚度要求。 展开更多

关键词 聚变-裂变混合堆 次临界能源包层 有限元分析 强度 刚度

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聚变-裂变混合堆冷管段大破口失水事故分析 被引量：1

19

作者 喻章程 解衡 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期1200-1205,共6页

将非能动堆芯冷却系统(PXS)应用于聚变-裂变混合堆,使用RELAP5对混合堆一回路、部分二回路和PXS进行了建模,对冷管段双端剪切断裂大破口失水事故进行了瞬态计算和分析研究。计算结果显示:破口发生后出现两次燃料温度峰值,均发生在外包层... 将非能动堆芯冷却系统(PXS)应用于聚变-裂变混合堆,使用RELAP5对混合堆一回路、部分二回路和PXS进行了建模,对冷管段双端剪切断裂大破口失水事故进行了瞬态计算和分析研究。计算结果显示:破口发生后出现两次燃料温度峰值,均发生在外包层,第1次峰值温度发生在约11s,为938.2K;第2次峰值温度发生在约50s,为608.7K。两次燃料温度峰值均低于燃料U-10Zr的熔点,在可接受范围内。随着瞬态过程的深入,安注箱、堆芯补水箱及安全壳内储水箱的冷却水开始注入包层,使内外包层的坍塌液位开始回升,最终重新淹没堆芯。表明PXS在冷管段双端剪切断裂大破口失水事故下能保证混合堆堆芯的安全,将其应用于聚变-裂变混合堆是可行的。 展开更多

关键词 聚变-裂变混合堆 PXS RELAP5 双端剪切断裂大破口失水事故

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聚变裂变混合堆嬗变包层中子学研究

20

作者 卫珂 吴宏春 谢仲生 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第11期1147-1150,共4页

针对球形Tokamak混合堆双冷却包层系统 ,利用BISON -C程序 ,对少数不同的锕系元素(MinorActinides,MA)和裂变产物 (FissionProducts ,FP)的嬗变包层对堆的中子学特性影响进行了计算分析 .结果表明 ,通过合理布置钚、MA和FP ,可以调节包... 针对球形Tokamak混合堆双冷却包层系统 ,利用BISON -C程序 ,对少数不同的锕系元素(MinorActinides,MA)和裂变产物 (FissionProducts ,FP)的嬗变包层对堆的中子学特性影响进行了计算分析 .结果表明 ,通过合理布置钚、MA和FP ,可以调节包层的次临界度 ,改善包层能谱 ,提高嬗变效率 ,对混合堆嬗变包层优化设计具有指导意义 . 展开更多

关键词 嬗变包层 聚变裂变混合堆 中子学 核反应堆 球形Tokamak混合堆 双冷却包层系统 放射性废物

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