从广义自持链式反应观点看加速器驱动系统

摘要

该文用广义自持链式反应的观点探讨了加速器驱动系统(ADS)的基本内涵.文章认为次临界反应堆、质子加速器和靶所组合的整体仍可看成一个(临界的)自持链式反应堆.这个反应堆不同于通常临界反应堆的特点是每次裂变后的二次中子不仅包含裂变释放的中子而且还包含部分裂变释能(通过质子加速器及靶)所转换的中子.正是有了这些附加中子,使得加速器驱动系统每次裂变的有效二次中子数增加了.一个ADS系统能够稳定运行的条件是ADS的次临界堆和加速器能够相互匹配使得ADS系统的有效二次中子数达到了这样的水平,以致在ADS系统内能够形成自持的中子链反应.因此尽管ADS的反应堆部分是次临界的,但从ADS整体来看只要质子加速器与次临界反应堆匹配得当,ADS系统是可以像通常临界反应堆那样,维持自持的链多反应的(或临界的).文章给出了ADS系统维持自持链式反应的匹配条件(广义临界条件).最后文章根据ADS系统的特点探讨了ADS在核废物处理(嬗变)、提高核燃料增殖效率及核能开发中的作用.