Журнал науки о ядерной энергетике и технологиях производства электроэнергии

Проектирование мишени для нейтронного расщепления из тяжелого жидкого металла для экспериментального подкритического реактора с ускорителем

Рават Р.С., Суэйн П.К., Рай П.К., Тивари В., Сатьямурти П. и Деспанде А.В.

В данной статье представлена ​​подробная конструкция жидкометаллической мишени для нейтронного расщепления свинца-висмута-эвтектики (LBE) для экспериментального реактора ADS мощностью ~30 МВт с подкритичностью (k) 0,975. Высокоэнергетический пучок состоит из протонного пучка 650 МэВ и 0,9 мА. Циркуляция жидкого металла основана на методе газлифта. Было проведено обширное численное моделирование для оптимизации геометрии мишени, расхода LBE/газа, параметров пучка, выхода нейтронов и т. д. В данную статью также включен зависящий от времени двухфазный анализ CFD для изучения влияния расхода газообразного азота на расход LBE, трехмерные термогидравлические исследования потока жидкого металла вблизи окна и области расщепления. Была проведена оптимальная асимметричная геометрия потока в нижней части мишени для смещения зоны застоя с целью минимизации температуры окна и оценки термомеханического напряжения в окне. Кроме того, с помощью кода FLUKA для расчета переноса частиц высокой энергии оценивались генерация нейтронов расщепления и их энергетический спектр, распределение тепловыделения, продукты расщепления и их активность.