基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的聚變驅(qū)動(dòng)乏燃料焚燒堆燃料循環(huán)初步分析的開(kāi)題報(bào)告

基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的聚變驅(qū)動(dòng)乏燃料焚燒堆燃料循環(huán)初步分析的開(kāi)題報(bào)告一、研究背景聚變驅(qū)動(dòng)乏燃料焚燒堆(fusiondrivensubcriticalsystem,FDSS)是一種利用聚變反應(yīng)產(chǎn)生高能中子激活燃料從而實(shí)現(xiàn)乏燃料的燃燒的核能發(fā)電技術(shù)。與傳統(tǒng)的核反應(yīng)堆不同，它只需要少量的乏燃料和聚變反應(yīng)中微米級(jí)的增益(gain)，使中子密度達(dá)到足夠高的水平，從而激活乏燃料產(chǎn)生一定的熱能。由于該技術(shù)具有高效、安全、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為新一代核能發(fā)展的熱門領(lǐng)域。然而，F(xiàn)DSS燃料循環(huán)過(guò)程中存在許多系統(tǒng)復(fù)雜、耗能量大的問(wèn)題，如燃料制備、回收、處理等。因此，本研究將基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的方法，建立聚變驅(qū)動(dòng)乏燃料焚燒堆燃料循環(huán)的模型，分析其關(guān)鍵環(huán)節(jié)及影響因素，為其后續(xù)優(yōu)化提供理論指導(dǎo)。二、研究?jī)?nèi)容1.FDSS燃料循環(huán)模型的建立：根據(jù)乏燃料的燃燒過(guò)程和聚變反應(yīng)產(chǎn)生中子的特性，建立聚變驅(qū)動(dòng)乏燃料焚燒堆燃料循環(huán)模型，并考慮到乏燃料的分離、制備、回收、處理等環(huán)節(jié)。2.FDSS燃料循環(huán)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的分析：對(duì)聚變驅(qū)動(dòng)乏燃料焚燒堆燃料循環(huán)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如乏燃料分離和制備、回收和處理等進(jìn)行深入分析，確定系統(tǒng)主要瓶頸及其影響因素。3.FDSS燃料循環(huán)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模擬：基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論，建立聚變驅(qū)動(dòng)乏燃料焚燒堆燃料循環(huán)的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)敏感性分析和模擬仿真，探究影響系統(tǒng)穩(wěn)定性和性能的關(guān)鍵因素，并提出優(yōu)化對(duì)策。三、研究意義1.科學(xué)評(píng)價(jià)聚變驅(qū)動(dòng)乏燃料焚燒堆燃料循環(huán)的有效性和可行性，為其實(shí)際應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。2.通過(guò)建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的模型和仿真，揭示聚變驅(qū)動(dòng)乏燃料焚燒堆燃料循環(huán)中的關(guān)鍵問(wèn)題和難點(diǎn)，為其進(jìn)一步發(fā)展提供理論指導(dǎo)。3.提出優(yōu)化建議，改進(jìn)聚變驅(qū)動(dòng)乏燃料焚燒堆燃料循環(huán)的技術(shù)，促進(jìn)其在實(shí)際應(yīng)用中的推廣和應(yīng)用。四、研究方法1.系統(tǒng)分析法：通過(guò)對(duì)聚變驅(qū)動(dòng)乏燃料焚燒堆燃料循環(huán)系統(tǒng)的系統(tǒng)分析，確定其具體關(guān)鍵環(huán)節(jié)及影響因素。2.系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論：建立聚變驅(qū)動(dòng)乏燃料焚燒堆燃料循環(huán)的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，探究系統(tǒng)穩(wěn)定性和性能的影響因素。3.計(jì)算機(jī)模擬仿真：通過(guò)建立的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行敏感性分析和模擬仿真，驗(yàn)證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可行性。五、進(jìn)度安排本文的主要研究?jī)?nèi)容已經(jīng)初步明確，具體研究進(jìn)度安排如下：第一至第二年：研究聚變驅(qū)動(dòng)乏燃料焚燒堆燃料循環(huán)模型的建立和關(guān)鍵環(huán)節(jié)的分析；第三至第四年：基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論，建立聚變驅(qū)動(dòng)乏燃料焚燒堆燃料循環(huán)數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行敏感性分析和模擬仿真；第五年：總結(jié)成果，撰寫(xiě)學(xué)位論文。六、參考文獻(xiàn)[1]ZhangYancai,LiuWei,HuangQunying.Designofthefuelcycleforsubcriticalfusiondrivensystems[J].FusionEngineeringandDesign,2017:83-88.[2]WuShengli,ZhangDongxia,YanXuewei.Researchonfuelcyclestrategyoffusion-drivensub-criticalreactor[J].NuclearEngineeringandTechnology,2019:113-120.[3]InternationalAtomicEnergyAgency.Overviewofsubcrit