基于TRISO燃料的小型压水堆研究

摘要

目前世界上运行的大部分压水堆都采用二氧化铀(UO2)作为核燃料,锆合金作为包壳.该技术虽然成熟,但在高温下仍存在一定缺陷.新开发的TRISO(Tristructural-isotropic)燃料可以长时间在1 600℃的温度下保持燃料和包壳的完整性,防止裂变产物释放到环境中,在压水堆中使用TRISO燃料替代常规UO2芯块燃料可以大大提高反应堆的安全性.本研究使用TRISO包覆颗粒燃料的小型压水堆,对不同富集度组件排列下的有效增殖系数、堆芯换料周期、中子通量分布等进行分析讨论,并比较2种燃料棒在反应堆正常运行环境下的温度分布.计算结果表明,从换料周期、通量展平、燃料的中心最高温度这3个方面看,在小型压水堆中采用TRISO燃料棒替代常规UO2燃料棒是可行的,使用TRISO燃料的堆芯具有更优异的安全性.