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Refined multiphysics coupling analysis in optimized isotope production
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AI
DOI：10.1016/j.net.2026.104638.png)
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摘要
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旨在平衡高效锎-252（Cf-252）生产与反应堆安全性，本研究调查了超高通量铅铋反应堆（UFLBR）并开发了六种渐进式堆芯方案：无靶、仅靶、带慢化剂的靶、分层靶-慢化剂排列、能谱优化的分层排列以及基于中子单向流动的能谱优化排列。采用中子学-热工水力-结构力学耦合框架评估锎-252产额、重核素转换、温度分布、应力及变形。结果表明，在快能谱中仅靶方案产生的锎-252可忽略不计，而慢化和分层能谱调节显著提高产量。能谱优化的分层方案达到1.67%的最高转换率，但也导致严重的局部功率和热-机械风险。通过引入中子单向流动，热中子回流得到有效抑制，同时保留了有利的靶区能谱。该方案每燃料循环产11.7 g锎-252，转换率为1.22%，约为HFIR C78实验的3.94倍。同时，燃料、包壳、冷却剂和靶的最大温度均低于安全限值，变形保持在工程允许范围内。所提出的迭代优化策略为同位素生产方案设计和可行性评估提供了通用参考。
Keyword:
Monte Carlo
Californium-252
Isotope production
Spectrum regulation
Multi-physics calculation
期刊
IF:
2.6
论文数:
1.7K
被引数:
7.9K
机构
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