《表1 单根热管组件的材料与尺寸》

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《热管式空间反应堆燃耗计算研究》

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图1给出了采用热管式空间核反应堆的单根热管燃料组件的设计简图。该组件将热管元件嵌套在管状燃料元件中，呈现一体式结构。相对于国际上成熟的SAIRS、HP-STMCs、S4、SCo Re等方案，本文采用的嵌套一体式燃料热管组件使热管堆中热管的热效率提高。其中，热管按照径向由内而外可分为蒸汽腔、内管壁、吸液芯、外管壁4部分。蒸汽腔中充有Li蒸汽，吸液芯和内外热管壁的材料均为Mo-Re合金。外部的燃料组件可分为内包壳、管状燃料以及外包壳。采用高富集度UN陶瓷燃料，内外包壳材料均为Mo-Re合金。该合金为谱移吸收体材料，可在热管堆发生水淹和沙埋事故时，有效吸收热管堆慢化的热中子，从而防止发生重返临界的危险。燃料热管组件按照轴向可划分为3段。其中，包覆燃料管的部分为热管的蒸发段，液态金属Li吸收燃料裂变热后蒸发；Li蒸汽沿蒸汽腔流经绝热段；到达冷凝段后，Li蒸汽放出汽化潜热，重新冷凝为过冷液态Li后，经吸液芯回流到蒸发段。从而实现将活性区裂变热带出堆芯的目的。各元件的材料与尺寸见表1。