钍基柱状高温气冷堆不同启动燃料特性初步分析

摘要

钍是一种可转换材料,将其转换成233 U能极大提高现有核燃料资源的储量。为实现对钍的合理利用,以模块式柱状高温气冷堆GT-MHR的燃料组件作为研究对象,选取低浓缩铀、武器级钚、核反应堆级钚等作为其启动燃料。利用栅格输运计算程序DRAGON对这3种启动燃料下的钍基柱状燃料组件的寿期初中子能谱、无限增殖系数、燃耗、转换比以及233 U和232 Th的含量等参数进行了分析。结果表明,在易裂变物质初装量约为9%时,与低浓缩铀和武器级钚相比,核反应堆级钚作为启动燃料时组件寿期初中子能谱较硬、转换比较高;其燃耗达90GW.d/tHM;其无限增殖系数在寿期内的波动最小;燃耗为75GW.d/tHM时组件中233 U存余量与232 Th消耗量之比达0.566。