Study on Passive Reactivity Control of Space Molten Salt Reactor Based on Fuel Movement Mechanisms

[背景]反应性控制有助于在太空中熔盐反应器运行，但常用的地面反应性控制方法可能会遇到故障概率等问题。因此，空间熔盐反应器需要被动反应控制，无需人工干预和外部系统即可自动控制，同时还可以降低事故风险。[目的]本研究旨在解决热管冷却的液体燃料空间熔盐反应器问题，并设计了液体燃料进出被动反应控制系统 （FTS）。[方法]在正常运行下，当反应堆堆芯发生温度变化时，液体燃料发生热胀冷缩，实现进出堆芯的过程。对该系统进行了关于反应堆堆芯物理特性的分析，以及 FTS 中的结构参数和反应性补偿之间的分析。[结果]结果表明，在正常运行条件下，含有 FTS 的反应器表现出更负的温度反应系数，而堆芯的物理性质没有显着变化;FTS 中毛细管的最佳结构参数为 10 cm 高、0.2 cm内径、0.4 cm外径;当堆芯温度在反应器寿命的开始和结束时都波动 2 K 时，FTS 会将大约 20 PCM 的反应性引入堆芯。[结论]本研究结果表明，FTS 可以在一定程度上增强反应堆堆芯的固有安全性，并在一定程度上补偿燃尽引起的反应性损失。