[发明专利]一种基于碳纳米管的无冷却剂超小紧凑型空间反应堆堆芯

权利要求书

1.一种基于碳纳米管的无冷却剂超小紧凑型空间反应堆堆芯，其特征在于：所述反应堆堆芯基于碳纳米管作为导热材料设计，反应堆堆芯释放能量通过碳纳米管以热传导方式传递到发电热端区，再经热电转换发电；

所述反应堆堆芯包括燃料区，所述燃料区由燃料棒栅元组成，所述燃料棒栅元包括燃料棒和碳纳米管导热材料，燃料棒位于栅元中心位置，径向分布为：燃料芯块、间隙和包壳，所述碳纳米管位于所述燃料棒外围；

所述发电热端区采用与堆芯内相同的碳纳米管导热材料，与堆芯内延伸出来的碳纳米管相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于碳纳米管的无冷却剂超小紧凑型空间反应堆堆芯，其特征在于：所述反应堆堆芯形状为正方形布置，按径向从其中心向外依次为中子源区、燃料区、第一反射区、屏蔽区，按轴向从上到下依次为发电热端区、屏蔽区、第二反射区、燃料区、气室、第三反射区、屏蔽区；所述第一反射区包含控制鼓区。

3.根据权利要求1所述的一种基于碳纳米管的无冷却剂超小紧凑型空间反应堆堆芯，其特征在于：所述燃料区由燃料棒栅元组成，燃料棒按正方形栅格排列，燃料棒外围原冷却剂区域填充为碳纳米管材料，燃料棒所释放能量经碳纳米管通过热传导方式传递到发电热端区。

4.根据权利要求1所述的一种基于碳纳米管的无冷却剂超小紧凑型空间反应堆堆芯，其特征在于：所述燃料棒栅元按径向成24×24正方形排列。

5.根据权利要求2所述的一种基于碳纳米管的无冷却剂超小紧凑型空间反应堆堆芯，其特征在于：所述控制鼓区包含8根圆柱形控制鼓，圆柱形控制鼓鼓内对半平分，一半为反射材料BeO，一半为中子吸收材料B₄C，控制鼓旋转不同角度实现启堆、停堆和稳态运行功能。