KBS-3乏燃料包装容器腐蚀及地下水浸入后临界安全分析

发布时间：2020-05-11 14:46

【摘要】：KBS-3乏燃料包装容器用于瑞典乏燃料地质处置,由铜屏蔽罩和易延展的铸型铁内衬组成。处置库周边的地下水受到包装容器中乏燃料的强辐照会发生辐射分解,使得水的氧化性增强,加快包装容器材料的腐蚀。在容器腐蚀破损后,地下水进入乏燃料包装容器,会慢化长寿命核素的自发裂变中子,加大中子与可裂变材料的微观反应截面,可能导致包装容器发生临界安全事故。本文首先计算了压水堆乏燃料包装容器表面剂量率分布;随后,进行了地下水辐照实验,研究了水辐射分解后,对乏燃料包装容器结构材料的腐蚀速率影响;最后研究了不同时间尺度下,包装容器破损后,不同地下水浸入量对压水堆乏燃料包装容器的临界安全影响。通过分析,可以得出如下结论:1.压水堆乏燃料包装容器周围存在一个很强的剂量场分布,在距侧壁两米处,模拟光子的剂量率最大值为15.9m Sv/h,而在容器上表面两米处的最大值可达142.8m Sv/h,都超过了国标的运输规定(10m Sv/h)。因此,在运输或贮存过程中,需要采取有效的隔离措施。2.随着辐照剂量的增加,水样的p H值从7.82缓慢下降到7.47,而氧化还原电位值从+24m V上升到+29m V。辐照过后的蒸馏水,其氧化性能会增强。3.地下水在经过辐照后会增快包装容器模拟材料的腐蚀速率,对于不同金属其腐蚀速率是不同的:溶液中铜离子浓度从0.1822mg/L增加到0.3949mg/L,总铁离子的浓度从0.857mg/L增大到1.4246mg/L。可为我国选择何种容器材料提供一定依据。4.压水堆乏燃料包装容器在浸入水的事故条件下,在一个相当长的时间段,模拟的最大有效增殖系数为0.796,小于最小临界值(0.95),满足临界安全准则。
【学位授予单位】：东华理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TL942.1

【参考文献】