FLi/FLiBe鹽中^7Li富集度對熔鹽快堆釷鈾轉換性能的影響研究

摘要：鋰(Li)元素是液態熔鹽堆中冷卻劑熔鹽的重要組成成分,由于^6Li相對^7Li具有較大的中子吸收截面,其在冷卻劑熔鹽中的摩爾含量會影響液態熔鹽堆的釷鈾轉換性能,因此研究7Li富集度對液態熔鹽堆釷鈾轉換性能的影響十分必要。基于熔鹽快堆(Molten Salt Fast Reactor,MSFR)的堆芯結構,分別采用FLi和FLiBe兩種不同的冷卻劑熔鹽,選取范圍在99.5%~99.995%的一系列^7Li富集度,借助熔鹽堆后處理程序MSR-RS(Molten Salt Reactor Reprocessing Sequence),針對能譜、^233U初裝量、釷鈾轉換比、^233U凈產量和倍增時間、Li的演化以及氚產量等一系列參數進行分析。研究結果表明:在MSFR的堆芯中,較FLiBe而言,采用FLi作載體鹽能夠獲得更好的釷鈾轉換性能;當^7Li富集度由99.995%變為99.9%時,堆芯釷鈾轉換比降低約1.6%,氚產量增加約8%。綜合考慮燃料制造成本和釷鈾轉換性能等因素,對于分別采用FLi和FLiBe作載體鹽的熔鹽快堆MSFR,推薦的^7Li富集度都為99.9%。