摘要：核热火箭具有推力大、比冲高的特点,在长距离、高载荷的空间任务中相较常规推进方式具有巨大优势。与地面常规反应堆相比,核热火箭反应堆尺寸、质量要求严格,同时运行温度高,热应力大,还需承受发射时的恶劣力学环境,因而需要合理稳固的结构设计。基于此需求开展调研总结,主要整理了美国NERVA-I型、NERVA-II型和CERMET燃料核热火箭反应堆的结构设计,梳理核热火箭反应堆典型结构设计,总结国外设计经验,为核热火箭方案迭代与实现提供参考。

摘要：针对空间核电推进技术应用需求,本文开展100 kWe级核电推进反应堆电源方案研究。提出100 kWe核电推进反应堆电源系统的设计理念,经初步优化设计,给出该系统总体设计参数和技术方案原理图,对热电转换系统开展详细设计研究,并从物理、屏蔽、热工以及结构方面对系统进行了分析和论证。结果表明,该系统方案合理可行,能满足物理、热工、安全和寿期要求。

摘要：核热推进利用核裂变能加热工质,比冲可达化学火箭的2倍多,在空间活动中有广阔的应用前景。在美国和俄罗斯的研究过程中,对多个核热推进堆芯方案进行了较深入的研究。本工作介绍了这些堆芯方案的情况,详细说明了其设计特点,并总结了堆芯方案的发展趋势。

摘要：采用蒙特卡罗方法的MCNP程序对小型核火箭发动机(SNRE)的堆芯建立了5个不同精细程度的计算模型,并对其有效增殖因子、转鼓价值和功率分布进行了计算。模型分析结果表明:元件均匀化处理可以满足一般的反应性计算,而要得到元件内部功率分布则必须采用精细描述元件的模型。参数计算结果表明:SNRE堆芯基本物理特性合理,转鼓控制价值足够,功率分布均匀合理,满足设计要求。

摘要：为研究锂冷快堆除氦气用的气液分离技术,本文参考美国SP-100的被动式气体分离及蓄能设备(GSA),设计了以韦伯数为准则数、以空气和水代替氦气和液态锂的空气-水分离实验方案,并研制出凭借导叶和筛网来实现离心分离、表面张力分离的实验样机,然后通过观测气泡的收集和储存情况、除气效率,对实验样机的气液分离及储气功能进行了原理性验证。实验工况是空气-水两相流的体积含气率低于1%、水流速为0.88 m/s、气泡直径范围为0~900μm等条件。研究结果表明,实验样机可有效收集、储存水中直径大于200μm的气泡,且除气效率超过90%,与GSA关于收集、储存气泡的工作原理相符。

摘要：在研究堆内进行辐照在线产氚试验是ITER计划专项国内配套研究项目之一。本工作主要针对研究堆内辐照氦冷陶瓷氚增殖剂包层(简称陶瓷)球床组件的试验技术要求,评估辐照陶瓷球床组件设计方案的可行性。通过对不同的陶瓷球床组件结构参数和组件在堆内的不同辐照位置,进行热工流体力学设计计算,得到满足要求的入堆辐照陶瓷球床组件设计方案。

摘要：本文对磁流体反应堆的堆芯方案进行了探索,对石墨基体燃料和金属陶瓷燃料进行了比较,选择了金属陶瓷燃料进行磁流体反应堆的设计,给出了堆芯方案及堆芯物理、热工计算结果,并对发射掉落事故进行了计算和分析。计算结果可满足设计要求。

摘要：对陶瓷球床组件的堆内辐照情况进行物理计算分析有助于改进辐照装置的设计,完善辐照方案。按照堆内辐照陶瓷球床组件的实验技术要求,采用MCNP程序对陶瓷球床组件在不同孔道内的辐照情况进行了产氚量、产氚速率、发热量等计算。计算结果表明:采用天然丰度6 Li的陶瓷球床组件在考验孔道内以半功率辐照能满足实验技术要求;如要采用满功率辐照,则需将组件中心位置提升至活性区中平面以上23cm处。

摘要：TOPAZ-Ⅱ反应堆是以高富集度铀为燃料,以氢化锆为慢化剂的空间发电用反应堆。与一般采用氢化锆作为慢化剂的反应堆不同,TOPAZ-Ⅱ反应堆呈现正的慢化剂温度效应,且其值较大。本工作采用MCNP程序对TOPAZ-Ⅱ反应堆的慢化剂温度效应进行计算,通过分析氢化锆升温前后主要区域中子能谱和中子产生率、中子吸收率及泄漏率的变化,得出产生正慢化剂温度效应的原因:氢化锆升温后,中子产生率增加较大,而泄漏率增加较小,且吸收率减少,从而产生正的慢化剂温度效应。

摘要：月球基地的建立首先需解决能源供给问题,核电源系统具有功率大、寿命长、环境适应性强等优点,是月球基地及其他深空探测任务中理想的能源提供方案。本文分析了目前可用于月球基地的能源情况,有针对性地提出40kWe月球基地核电源系统的设计理念,经初步优化设计,给出了该系统的流程和总体设计参数,并从物理、屏蔽、热工以及结构方面对系统进行了分析和论证。结果表明,该系统方案合理可行,能满足安全和寿期要求。