本申請屬于鈉冷快堆生產(chǎn)同位素，尤其涉及一種用鈉冷快堆生產(chǎn)超鈾同位素的方法、鈉冷快堆堆芯。

背景技術(shù)：

1、鈉冷快堆具有中子通量密度大（1015量級）、中子能量高的特點(diǎn)。鈉冷快堆生產(chǎn)244cm、238pu、252cf等超鈾同位素，需將高通量的快中子譜慢化成合適的超熱中子/熱中子譜，之后輻照生產(chǎn)244cm、238pu、252cf等超鈾同位素。

2、現(xiàn)有的池式鈉冷快堆的堆芯部分示意圖如圖1所示，包括布置的徑向轉(zhuǎn)換組件、安全棒控制棒組件2、非能動(dòng)棒控制棒組件3、調(diào)節(jié)棒控制棒組件4、補(bǔ)償棒控制棒組件5、燃料組件6。

3、目前，利用鈉冷快堆生產(chǎn)超鈾同位素時(shí)，在靶件內(nèi)添加慢化劑和熱中子吸收材料，通過慢化劑將進(jìn)入靶件的快中子譜慢化為超熱中子/熱中子譜，來降低堆芯擾動(dòng)，然而這種方式的慢化效果有限，堆芯擾動(dòng)仍較大。其原因在于，單個(gè)組件空間有限，既要放置慢化劑材料，又要放置靶件，因此可放置的慢化劑材料較少，慢化效果有限；由于超熱中子/熱中子的裂變反應(yīng)截面遠(yuǎn)高于快中子，因此如果在堆芯燃料區(qū)放置慢化劑將對堆芯擾動(dòng)大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請的主要目的在于提供一種用鈉冷快堆生產(chǎn)超鈾同位素的方法、鈉冷快堆堆芯，解決超鈾同位素生產(chǎn)時(shí)，慢化效果有限、堆芯擾動(dòng)較大的問題。

2、本申請的另一目的在于提供一種用鈉冷快堆生產(chǎn)超鈾同位素的方法、鈉冷快堆堆芯，解決快中子能譜不利于超鈾同位素的生產(chǎn)的問題，通過將鈉冷快堆的快中子慢化為超熱中子/熱中子，本申請有利于生產(chǎn)超鈾同位素。

3、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┤缦录夹g(shù)方案：

4、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N用鈉冷快堆生產(chǎn)超鈾同位素的方法，包括：

5、在徑向轉(zhuǎn)換區(qū)第一圈上插花布置慢化劑組件和超鈾同位素生產(chǎn)組件；

6、在徑向轉(zhuǎn)換區(qū)第二圈上布置若干個(gè)所述超鈾同位素生產(chǎn)組件；

7、在所述徑向轉(zhuǎn)換區(qū)第一圈上布置的所述慢化劑組件和所述超鈾同位素生產(chǎn)組件朝向堆芯中心的一側(cè)涂有熱中子吸收材料。

8、在一些實(shí)施例中，所述慢化劑組件和所述超鈾同位素生產(chǎn)組件在所述徑向轉(zhuǎn)換區(qū)第一圈上依次交錯(cuò)布置。

9、在一些實(shí)施例中，通過換料機(jī)在所述徑向轉(zhuǎn)換區(qū)第一圈上插花布置所述慢化劑組件和所述超鈾同位素生產(chǎn)組件，在所述徑向轉(zhuǎn)換區(qū)第二圈上布置所述超鈾同位素生產(chǎn)組件。

10、在一些實(shí)施例中，在不同的所述超鈾同位素生產(chǎn)組件中布置不同的待輻照材料，將所述超鈾同位素生產(chǎn)組件布置到鈉冷快堆堆芯中，以同時(shí)生產(chǎn)多種不同的同位素。

11、在一些實(shí)施例中，所述熱中子吸收材料采用eu2o3熱中子吸收材料。

12、在一些實(shí)施例中，所述慢化劑組件內(nèi)設(shè)置有zrh慢化劑。

13、第二方面，本申請?zhí)峁┝艘环N生產(chǎn)超鈾同位素的鈉冷快堆堆芯，具有徑向轉(zhuǎn)換區(qū)，所述徑向轉(zhuǎn)換區(qū)包括徑向轉(zhuǎn)換區(qū)第一圈和徑向轉(zhuǎn)換區(qū)第二圈；所述徑向轉(zhuǎn)換區(qū)第一圈上布置有述慢化劑組件和超鈾同位素生產(chǎn)組件，所述徑向轉(zhuǎn)換區(qū)第二圈上布置有所述超鈾同位素生產(chǎn)組件，所述徑向轉(zhuǎn)換區(qū)第一圈朝向堆芯中心的一側(cè)布置有熱中子吸收材料。

14、在一些實(shí)施例中，所述慢化劑組件和所述超鈾同位素生產(chǎn)組件在所述徑向轉(zhuǎn)換區(qū)第一圈上依次交錯(cuò)布置。

15、在一些實(shí)施例中，所述熱中子吸收材料為eu2o3熱中子吸收材料。

16、在一些實(shí)施例中，所述慢化劑組件為zrh慢化劑組件。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請?zhí)峁┑挠免c冷快堆生產(chǎn)超鈾同位素的方法、鈉冷快堆堆芯具有以下有益效果：

18、本申請?jiān)阝c冷快堆堆芯外圍設(shè)置專用的超熱中子/熱中子同位素生產(chǎn)區(qū)域，將超鈾同位素集中在徑向轉(zhuǎn)換區(qū)生產(chǎn)。本申請慢化效果好，對堆芯擾動(dòng)小，產(chǎn)能大。其中，專用的超熱中子/熱中子同位素生產(chǎn)區(qū)域本身不存在，通過在徑向轉(zhuǎn)換區(qū)插花布置慢化劑組件，慢化快中子為超熱中子，那么徑向轉(zhuǎn)換區(qū)除慢化劑組件外的其他位置，即為超熱中子/熱中子同位素生產(chǎn)區(qū)域。

技術(shù)特征：

1.一種用鈉冷快堆生產(chǎn)超鈾同位素的方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用鈉冷快堆生產(chǎn)超鈾同位素的方法，其特征在于，所述慢化劑組件（8）和所述超鈾同位素生產(chǎn)組件（9）在所述徑向轉(zhuǎn)換區(qū)第一圈上依次交錯(cuò)布置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用鈉冷快堆生產(chǎn)超鈾同位素的方法，其特征在于，通過換料機(jī)在所述徑向轉(zhuǎn)換區(qū)第一圈上插花布置所述慢化劑組件（8）和所述超鈾同位素生產(chǎn)組件（9），在所述徑向轉(zhuǎn)換區(qū)第二圈上布置所述超鈾同位素生產(chǎn)組件（9）。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用鈉冷快堆生產(chǎn)超鈾同位素的方法，其特征在于，在不同的所述超鈾同位素生產(chǎn)組件（9）中布置不同的待輻照材料，將所述超鈾同位素生產(chǎn)組件（9）布置到鈉冷快堆堆芯中，以同時(shí)生產(chǎn)多種不同的同位素。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用鈉冷快堆生產(chǎn)超鈾同位素的方法，其特征在于，所述熱中子吸收材料（7）采用eu2o3熱中子吸收材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用鈉冷快堆生產(chǎn)超鈾同位素的方法，其特征在于，所述慢化劑組件（8）內(nèi)設(shè)置有zrh慢化劑。

7.一種生產(chǎn)超鈾同位素的鈉冷快堆堆芯，其特征在于，具有徑向轉(zhuǎn)換區(qū)，所述徑向轉(zhuǎn)換區(qū)包括徑向轉(zhuǎn)換區(qū)第一圈和徑向轉(zhuǎn)換區(qū)第二圈；所述徑向轉(zhuǎn)換區(qū)第一圈上布置有述慢化劑組件（8）和超鈾同位素生產(chǎn)組件（9），所述徑向轉(zhuǎn)換區(qū)第二圈上布置有所述超鈾同位素生產(chǎn)組件（9），所述徑向轉(zhuǎn)換區(qū)第一圈朝向堆芯中心的一側(cè)布置有熱中子吸收材料（7）。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生產(chǎn)超鈾同位素的鈉冷快堆堆芯，其特征在于，所述慢化劑組件（8）和所述超鈾同位素生產(chǎn)組件（9）在所述徑向轉(zhuǎn)換區(qū)第一圈上依次交錯(cuò)布置。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生產(chǎn)超鈾同位素的鈉冷快堆堆芯，其特征在于，所述熱中子吸收材料（7）為eu2o3熱中子吸收材料。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生產(chǎn)超鈾同位素的鈉冷快堆堆芯，其特征在于，所述慢化劑組件（8）為zrh慢化劑組件。

技術(shù)總結(jié)
本申請屬于鈉冷快堆生產(chǎn)同位素技術(shù)領(lǐng)域，旨在解決超鈾同位素生產(chǎn)時(shí)，慢化效果有限、堆芯擾動(dòng)較大，以及快中子能譜不利于超鈾同位素的生產(chǎn)的問題。本申請?zhí)峁┝艘环N用鈉冷快堆生產(chǎn)超鈾同位素的方法、鈉冷快堆堆芯，該方法在徑向轉(zhuǎn)換區(qū)第一圈上插花布置慢化劑組件和超鈾同位素生產(chǎn)組件，在第二圈上布置超鈾同位素生產(chǎn)組件，在第一圈朝向堆芯中心的一側(cè)涂熱中子吸收材料；該堆芯具有徑向轉(zhuǎn)換區(qū)，徑向轉(zhuǎn)換區(qū)第一圈上布置有慢化劑組件和超鈾同位素生產(chǎn)組件，第二圈上布置有超鈾同位素生產(chǎn)組件，第一圈朝向堆芯中心的一側(cè)布置有熱中子吸收材料。本申請將超鈾同位素集中在徑向轉(zhuǎn)換區(qū)生產(chǎn)，慢化效果好，對堆芯擾動(dòng)小，產(chǎn)能大。

技術(shù)研發(fā)人員：張東輝,王汗,于永璋,葉國棟,毛樹忠,楊敏,鐘子杰,張名飛,陳怡強(qiáng),童嘉銘,嚴(yán)志良,朱志飛,戴春波,張旭
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中核龍?jiān)萍加邢薰?br/>技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8