[发明专利]一种低质子束流流强高效嬗变核废料的加速器驱动次临界反应堆的散裂靶

权利要求书

1.一种低质子束流流强高效嬗变核废料的加速器驱动次临界反应堆的散裂靶，其特征在于：按径向从其中心向外依次为质子束流(1)、液态重金属散裂靶(2)、裂变燃料区(3)、轴向反射区(4)、轴向屏蔽区(5)、径向反射区(6)和径向屏蔽区(7)。裂变燃料区(3)使用MA/Pu＝7/3的TRU弥散金属燃料作为核燃料，由散裂靶(2)提供的散裂中子在裂变燃料区(3)使燃料发生裂变反应并产生能量；轴向反射区(4)和径向反射区(6)采用液态铅铋和不锈钢作为反射材料；轴向屏蔽区(5)和径向屏蔽区(7)使用碳化硼作为屏蔽材料。

2.根据权利要求1所述的一种低质子束流流强高效嬗变核废料的加速器驱动次临界反应堆的散裂靶，其特征在于：基于采用TRU弥散金属燃料的次临界堆芯，应用反应堆物理和散裂靶物理原理，以嬗变性能为评价指标进行了散裂靶几何优化，实现该堆芯低质子束流流强、高能量增益和高效嬗变MA核废料的目的。

3.根据权利要求1和2所述的一种低质子束流流强高效嬗变核废料的加速器驱动次临界反应堆的散裂靶，其特征在于：所述散裂靶为无窗液态铅铋合金散裂靶，以归一到单一质子的全堆的MA嬗变性能作为评价指标表征相同MA嬗变性能情况下外源几何的嬗变效果，散裂靶几何通过散裂靶物理和中子学输运燃耗计算分析进行优化，达到堆芯在固定功率运行模式下低质子束流流强和固定质子束流流强运行模式下高嬗变性能的目的。

4.根据权利要求1、2和3所述的一种低质子束流流强高效嬗变核废料的加速器驱动次临界反应堆的散裂靶，其特征在于：所述堆芯为三角形栅格排列，采用六角形组件形式。所述散裂靶设计为2层组件空间；裂变燃料区(3)设计为7层燃料组件，燃料区中液态铅铋作为冷却剂，结构材料采用不锈钢；轴向反射区(4)分布于裂变燃料区(3)的轴向上下端，主体材料为液态铅铋和不锈钢；轴向屏蔽区(5)分布于轴向反射区(4)的轴向上下端，主体材料为液态铅铋和不锈钢；径向反射区(6)由2层反射组件组成，主体材料为液态铅铋和不锈钢；径向屏蔽区(7)由1层屏蔽组件组成，中子吸收材料为碳化硼，结构材料为不锈钢。

5.根据权利要求1、2、3和4所述的一种低质子束流流强高效嬗变核废料的加速器驱动次临界反应堆的散裂靶，其特征在于：采用中高能强流质子加速器产生的能量为1.5GeV，流强可调的高能质子束轰击液态铅铋合金靶，所产生的散裂中子作为驱动裂变燃料区(3)的外中子源。

6.根据权利要求1、2、3、4和5所述的一种低质子束流流强高效嬗变核废料的加速器驱动次临界反应堆的散裂靶，其特征在于：所述轴向反射区(4)和轴向屏蔽区(5)的轴向分布，均布置在该区的燃料棒上。