反射层材料与堆芯冷却剂对加速器驱动系统特性的影响

本文中，我们基于嵌入固体铅中的MOX燃料的简单ADS模型，就倍增系数keff、热功率和绝对中子能谱模拟了其行为。在论文第一部分，我们报告了当修改围绕裂变堆芯的反射层，用分层石墨/铅结构替代纯铅时所获得的结果。我们发现，通过适当选择石墨和铅层的位置与厚度，可获得一种混合系统，其中堆芯内的中子能谱仍呈现快中子特征，而石墨层中的能谱明显更软，在最外围位置变为热中子能谱。为了获得从系统中心到外围的这种中子能谱调制，必须谨慎选择材料，以避免堆芯边界处局部功率的大幅变化。然而，功率分布的平滑是以keff和系统总功率的降低为代价的。在论文第二部分，我们探索了采用轻水作为冷却剂而非初始设计所假设的氦气的方案。我们发现这导致keff和热功率的增加，且不显著扰动系统的快中子特征，也不在堆芯内任何位置引入空间功率偏移。所获得的特性可能允许设计一种系统，其中快、混合和热能谱可用于扩展ADS作为辐照设施的应用。