隨著我國鋯鉿分離技術的突破,核級海綿鉿已經(jīng)實現(xiàn)了工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn),為國內核電廠使用鉿作為控制棒材料奠定了物質基礎。本文從控制棒價值及控制棒材料燃耗特性角度,分析天然鉿（Hf）、硼化鉿（HfB₂）、氫化鉿（HfH_X）、氧化鉿（HfO₂）4種材料替代銀-銦-鎘合金（AIC）控制棒的可行性,分析結果表明:從增加控制棒價值的角度,替代AIC的優(yōu)先順序為HfB₂>HfH₃>Hf;從工程應用角度,應用于國內主流核電廠時,替代AIC的首選鉿材料為Hf。 

【文章來源】：核動力工程. 2020,41(01)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

含控制棒的標準AFA3G組件建模示意圖（1/4組件）

式中，X為氫含量；y為控制棒價值相對AIC的百分比增量。根據(jù)擬合關系式，Hf HX中X取2時，Hf HX控制棒價值增量略大于Hf，即在X≥2時，Hf HX材料的控制棒價值增量相對Hf才具有優(yōu)勢，但是Hf HX存在釋氫風險，因此除了對控制棒價值有較大需求外，在替代AIC控制棒材料時，不考慮Hf HX控制棒材料。

從圖3可以看出：計算的燃耗深度范圍內控制棒價值Hf B2>Hf H3>Hf>AIC>HfO2；幾種材料隨燃耗加深控制棒價值均呈下降趨勢，表明這幾種控制棒材料均存在一定的燃耗消耗；從圖4可以看出：(1)計算的燃耗深度范圍內控制棒價值下降速率Hf B2<HfH3<AIC≈HfO2<Hf，即Hf B2材料控制棒價值下降速率最快，Hf材料控制棒價值下降速率最慢；(2)控制棒下降速率隨著燃料富集度增加而有所減緩：燃料富集度3.10%時，Hf B2控制棒價值下降至50%～60%之間，Hf下降至70%；高富集度4.95%時，Hf B2控制棒價值下降至80%,Hf下降至90%，主要原因是隨著富集度增加，能譜變硬，控制棒材料熱群反應率減小，消耗減緩；(3)由于Hf相對其他幾種材料控制棒價值下降速率最慢，因此Hf具有更好的“不可燃性”。3 結論及建議

【參考文獻】：
期刊論文
[1]堆芯中子學程序系統(tǒng)SARCS-4.0的開發(fā)及初步驗證[J]. 柴曉明,馬永強,王育威,蘆韡,姚棟.  核動力工程. 2013(S1)



本文編號：3398249