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   核技术

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

主编:马余刚

ISSN:0253-3219

CN:31-1342/TL

主管单位:中国科学院

主办单位:中国科学院上海应用
物理研究所;中国核学会

出版周期:月刊

 

 

 

 

 

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宽能谱超高通量试验堆设计特点和应用前景

宽能谱超高通量试验堆(Tsinghua High Flux Reactor,THFR)是一种具备国际先进水平的水冷高通量反应堆,其辐照孔道未扰动的平均热、快中子通量可达2×1015 n∙cm-2∙s-1,具有中子通量高、能谱范围宽、辐照能力强、功能用途广等突出特点,综合辐照性能居于国际领先水平,在工业、农业、航天、医疗等领域具有重要应用。本文分析了THFR反应堆及相关系统、辐照应用系统的设计特点,包括采用“池壳式”堆本体结构、“低中子自屏”堆芯设计、弧板型燃料组件、旋转控制鼓、多用途辐照孔道设计、“能动-非能动”相结合安全系统设计等,并对该堆在核燃料和材料辐照考验、放射性同位素辐照生产、中子科学研究等领域的应用前景进行了展望。THFR为服务国家重大战略需求、保障人民生命健康、培育和发展新质生产力提供了有力支撑。

> 中国核学会研究堆与新堆分会第一届学术年会 暨 先进核能系统反应堆工程 专刊

宽能谱超高通量试验堆设计特点和应用前景
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Volume 48 期 7,2025 2025年48卷第7期
  • 中国核学会研究堆与新堆分会第一届学术年会 暨 先进核能系统反应堆工程 专刊

    据最新报道,清华大学高通量试验堆THFR在工业、农业、航天、医疗等领域应用前景广阔,为国家战略需求和人民健康提供有力支撑。

    石磊, 解衡, 李健, 刘志宏, 佘顶

    DOI:10.11889/j.0253-3219.2025.hjs.48.250043
    摘要:宽能谱超高通量试验堆(Tsinghua High Flux Reactor,THFR)是一种具备国际先进水平的水冷高通量反应堆,其辐照孔道未扰动的平均热、快中子通量可达2×1015 n∙cm-2∙s-1,具有中子通量高、能谱范围宽、辐照能力强、功能用途广等突出特点,综合辐照性能居于国际领先水平,在工业、农业、航天、医疗等领域具有重要应用。本文分析了THFR反应堆及相关系统、辐照应用系统的设计特点,包括采用“池壳式”堆本体结构、“低中子自屏”堆芯设计、弧板型燃料组件、旋转控制鼓、多用途辐照孔道设计、“能动-非能动”相结合安全系统设计等,并对该堆在核燃料和材料辐照考验、放射性同位素辐照生产、中子科学研究等领域的应用前景进行了展望。THFR为服务国家重大战略需求、保障人民生命健康、培育和发展新质生产力提供了有力支撑。  
    关键词:宽能谱超高通量试验堆;低中子自屏堆芯设计;辐照应用   
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    更新时间:2025-08-19
    在先进核能领域,Z箍缩聚变裂变混合堆技术取得突破,有望实现聚变工程能量增益,引领核能开发。

    彭先觉, 周良骥, 黄洪文, 师学明

    DOI:10.11889/j.0253-3219.2025.hjs.48.250100
    摘要:Z箍缩聚变裂变混合堆是我国先进核能领域的一项颠覆性技术,有望率先实现聚变工程能量增益,引领先进核能开发。本文分析了核能发展态势,包括先进裂变堆发展现状和聚变能源开发面临的技术和经济挑战,指出发展潜力最大的是一体化钠冷快堆和Z箍缩聚变裂变混合堆。概述了Z箍缩聚变基本原理、实现条件、技术特点以及中国工程物理研究院在Z箍缩驱动器、聚变物理方面的研究进展与成果。比较了Z箍缩聚变裂变混合堆与传统混合堆的区别,重点介绍了其设计特点、研究成果、先进性和发展规划。  
    关键词:Z箍缩;聚变裂变混合堆;先进核能;聚变工程能量增益   
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    更新时间:2025-08-19
    四代核反应堆技术发展迅速,CFD技术在精细流动辨析、瞬态行为预测等方面取得进展,但仍面临跨时空尺度衔接等挑战。

    陈广亮, 陶文铨, 蔡德昌, 殷新立, 李锦超, 谭港, 蒙舒祺, 叶国栋, 郑雄

    DOI:10.11889/j.0253-3219.2025.hjs.48.250179
    摘要:四代核反应堆凭借其经济性、安全性与多场景适用性优势,已成为重要发展方向。但四代堆内新工质热工水力行为特殊,且具有复杂的核-热-流-力-材-化-辐等多物理场耦合机制,为提升认知深度,计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)技术作为重要的精细化研究工具被广泛使用。为促进核能技术的未来持续快速发展与应用能力提升,本文基于钠冷快堆、铅冷快堆、熔盐堆、超临界水冷堆、气冷快堆及超高温气冷堆的热工水力特性,重点梳理了其在重要区域的精细流动辨析、系统瞬态行为预测、多物理场-多尺度耦合分析中的技术发展现状;总结了液态金属、熔盐等新工质精细热工水力建模与分析的特殊需求;着重分析了CFD技术在四代堆中应用所面临的跨时空尺度衔接、多物理场强非线性耦合求解、极端工况验证数据稀缺等方面的挑战;研判了数据-数理-数智融合驱动、标准化与协同创新、专用技术生态构建等方面的发展趋势。最后本文讨论了完善精细数据管理与深度应用、共建最佳实践导则的倡议。  
    关键词:四代核反应堆;热工水力;计算流体动力学;综合分析   
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    更新时间:2025-08-19
    液态重金属反应堆技术在陆地、海洋及深空领域前景广阔,各国研发重点各异。专家分析了性能需求,提炼核心技术,为推动全产业链协同和多功能场景应用提供解决方案。

    林继铭, 田瑞峰, 李凤臣, 成松柏, 蔡德昌, 段雄波, 郑雄, 毛玉龙, 蒙舒祺

    DOI:10.11889/j.0253-3219.2025.hjs.48.250141
    摘要:液态重金属反应堆具有结构紧凑、高固有安全性、长寿命周期等优点,在陆地、海洋以及深空领域均有广阔的应用前景,目前各核能强国对液态重金属反应堆工程关键技术的研发重心和技术革新不尽相同。本文总结了多种应用场景下液态重金属反应堆的发展概况,分析了不同应用环境对液态重金属反应堆的性能需求,并对各国液态重金属反应堆的研究进展进行了介绍。进一步地,对液态重金属反应堆核心技术进行了提炼和剖析。研究建议,液态重金属反应堆技术发展应重点关注材料腐蚀与界面兼容性,注重燃料循环的经济性策略优化,提升跨尺度模拟技术,强化对复杂热工现象的解析能力及物理模型的验证,加速推动液态金属反应堆的全产业链协同和在多功能场景的应用拓展。  
    关键词:液态重金属反应堆;铅冷快堆;Thermal hydraulics;反应堆工程   
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    更新时间:2025-08-19
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