Diseño de blindaje radial de neutrones/gamma del recipiente principal en un pequeño reactor modular de sal fundida
Autores: Yu, Haiyan; Zhu, Guifeng; Zou, Yang; Yan, Rui; Liu, Yafen; Kang, Xuzhong; Dai, Ye
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Diseño de blindaje radial de neutrones/gamma del recipiente principal en un pequeño reactor modular de sal fundida
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Nuclear
Palabras clave
Reactor de sal fundido
Tecnologías de modularización
Seguridad
Fiabilidad
Flexibilidad en la selección del sitio
Diseño de blindaje
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
El SM-MSR (reactor de sales fundidas modulares pequeños) tiene buenas perspectivas de desarrollo en cuanto a la combinación de la superioridad del reactor de sales fundidas y las tecnologías de modularización, mostrando las ventajas de seguridad, fiabilidad, bajo costo económico y flexibilidad en la selección del sitio. Sin embargo, debido a que sus partes estructurales internas no son fácilmente reemplazables y la estructura de blindaje exterior es limitada, la vida útil del recipiente del reactor y su diseño de blindaje en el reactor necesitan ser abordados. Para encontrar un modelo de blindaje óptimo con alta eficiencia de combustible y fuerte capacidad de blindaje contra radiación, se propusieron cinco esquemas de diseño diferentes en este trabajo, que variaron en grosor y concentración de boro en los materiales de blindaje interno. Se evaluaron el flujo de neutrones/gamma y las tasas de producción de DPA (desplazamientos por átomo)/helio para obtener un esquema apropiado. Se obtuvieron varios resultados beneficiosos. Considerando los factores anteriores y el proceso de fabricación real, se eligió grafito de boro de 20 cm de grosor con una concentración de 5% en peso de Boro-10 combinado con un barril de Hastelloy de 1 cm de grosor como la estructura de blindaje en el reactor. Fuera del reactor, el flujo de neutrones se redujo a 8.33 x 10 cm/s, y el flujo gamma se disminuyó a 1.13 x 10 cm/s. El material del recipiente/barril podría mantener una vida útil de más de 10 años, mientras que la profundidad de quemado fue un 6.25% menor que la de un modelo sin blindaje interno. Las conclusiones de esta investigación pueden proporcionar referencias importantes para el diseño de blindaje y la selección de parámetros de pequeños reactores de sales fundidas en el futuro.
Descripción
El SM-MSR (reactor de sales fundidas modulares pequeños) tiene buenas perspectivas de desarrollo en cuanto a la combinación de la superioridad del reactor de sales fundidas y las tecnologías de modularización, mostrando las ventajas de seguridad, fiabilidad, bajo costo económico y flexibilidad en la selección del sitio. Sin embargo, debido a que sus partes estructurales internas no son fácilmente reemplazables y la estructura de blindaje exterior es limitada, la vida útil del recipiente del reactor y su diseño de blindaje en el reactor necesitan ser abordados. Para encontrar un modelo de blindaje óptimo con alta eficiencia de combustible y fuerte capacidad de blindaje contra radiación, se propusieron cinco esquemas de diseño diferentes en este trabajo, que variaron en grosor y concentración de boro en los materiales de blindaje interno. Se evaluaron el flujo de neutrones/gamma y las tasas de producción de DPA (desplazamientos por átomo)/helio para obtener un esquema apropiado. Se obtuvieron varios resultados beneficiosos. Considerando los factores anteriores y el proceso de fabricación real, se eligió grafito de boro de 20 cm de grosor con una concentración de 5% en peso de Boro-10 combinado con un barril de Hastelloy de 1 cm de grosor como la estructura de blindaje en el reactor. Fuera del reactor, el flujo de neutrones se redujo a 8.33 x 10 cm/s, y el flujo gamma se disminuyó a 1.13 x 10 cm/s. El material del recipiente/barril podría mantener una vida útil de más de 10 años, mientras que la profundidad de quemado fue un 6.25% menor que la de un modelo sin blindaje interno. Las conclusiones de esta investigación pueden proporcionar referencias importantes para el diseño de blindaje y la selección de parámetros de pequeños reactores de sales fundidas en el futuro.