水溶液堆中子学优化和提取方式对99Mo生产效率的影响研究

摘要：

医用同位素生产水溶液堆(Medical Isotope Production aqueous Reactor,MIPR)具有尺寸小、功率低和固有安全性高等优点,是99Mo和其他医用同位素生产的较佳候选堆型之一.本文重点研究低富集铀启堆模式下的提取方式以及处理能力对MIPR生产99Mo效率的影响.采用SCALE6.1蒙特卡罗程序、ENDF/B-Ⅶ 238群数据库进行计算.首先,根据已有的实验数据对MIPR中子学计算方法进行了验证,并对堆芯设计进行了中子学优化.然后,根据优化的堆芯模型对不同提取方式以及处理能力下的99Mo生产效率进行了研究,确定了可实现临界的铀浓度与富集度范围.结果表明:在不同富集度下存在最小临界质量,且随235U富集度的增加,最小临界铀质量时的铀浓度减小;有效倍增因子随硝酸浓度增加线性减小,相应的硝酸反应性系数约为-1.400×10-2 L·mol-1;随着铀浓度的增加,空泡和温度反应性系数减小,对应反应性系数分别约在(-100～-250)×10-3℃-1和(-18～-30)×10-5℃-1范围.MIPR生产99Mo的效率在线提取方式略高于离线批处理方式,5 d生产周期下,生产效率提高约16%.后处理能力对在线提取方式的生产效率影响较大,5 d生产周期下,后处理速率提高5倍,生产效率提高约113%.

关键词：水溶液堆、医用同位素、铀质量、99Mo、反应性系数

所属期刊栏目：46

分类号：TL99

在线出版日期：2023-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：125-134