[发明专利]具备有效中子增殖因数控制的加速器驱动核系统

权利要求书

1.加速器驱动的核系统在次临界条件下的操作方法，包括：

-将加速粒子引导至裂变靶；

-在堆芯中从所述裂变靶来增殖中子，所述堆芯装载有包括可裂变材料和增殖性材料的核燃料；以及

-控制所述堆芯中的反应性，以便将有效中子增殖因数保持在大于0.98的范围之内。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有效中子增殖因数的范围大于0.99且小于0.999。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述堆芯中的反应性被控制在大于-4$的范围之内，其中所述反应性的单位‘$’用于反应堆系统。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述堆芯中的反应性被控制在介于-3$至-0.5$之间的范围之内。

5.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，中子计数器分布于所述堆芯中，并且其中控制所述堆芯中的反应性包括：

-应用步长改变来减少加速粒子的束流；

-根据束流的步长改变，测量由所述中子计数器提供的中子计数率的变化；

-估算由于所述步长改变而导致的与瞬发中子的损耗相关的计数率的下降；以及

-求出估算的计数率的下降与所述步长改变之前计数率数值的比值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述中子计数率的下降的估算包括推测在步长改变趋向步长改变时间之后的计数率的变化。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步长改变后的一段时间长于100毫秒，优选长于1秒，在这段时间内，所述束流保持在已减少的数值并且测量所述中子计数率的变化以便于推测。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述步长改变将所述束流减少小于50％。

9.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，被引导至所述裂变靶的所述加速粒子是连续粒子束的形式。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述粒子束以额定束流进行操作，除了估算所述堆芯中的反应性的阶段外，并且其中所述反应性控制包括调整所述堆芯中的中子吸收控制元件的位置。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述粒子束以额定束流进行操作，除了估算所述核芯中的反应性的阶段外，并且其中所述反应性控制包括：

-连续监视由分布在所述堆芯中的中子计数器所提供的中子计数率；以及

-根据对所检测到的计数率的偏差状况的检测，执行估算所述堆芯中的反应性的步骤。

12.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述反应性控制包括周期性地估算所述堆芯中的反应性，该周期优选为超过一小时，所述反应性的估算包括减少所述加速粒子的束流。

13.根据上述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括：

-检测所述加速粒子的任何中断；以及

-根据中断的检测，将快速停堆中子吸收体插入所述堆芯中。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在检测到所述加速粒子的中断后，将所述快速停堆中子吸收体在超过100毫秒优选为1秒的一段时间后插入所述堆芯中，以及，在该周期内，测量由分布在所述堆芯中的中子计数器提供的中子计数率的变化，以及，估算涉及由于所述中断而造成的所述瞬发中子的损耗的计数率的下降，以及，求出所估算的计数率下降与所述中断之前的计数率数值之间的比值，以便推导出反应性数值。

15.如上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述加速粒子由加速器复合装置提供，所述加速器复合装置具有确保所述束流连续性的冗余组件。

16.一种次临界加速器驱动核系统，包括：

-至少一个粒子加速器；

-接收加速粒子的裂变靶；

-邻近所述裂变靶的堆芯，所述堆芯装载有包含可裂变材料和增殖性材料的核燃料；

-用于从所述堆芯接收热量的冷却剂回路；

-分布在所述堆芯中的中子计数器；以及

-与所述中子计数器协同操作的控制系统，所述控制系统用于控制反应性，从而将有效中子增殖因数保持在大于0.98的范围之内。