反应堆热备用

反应堆热备用是目前技术较成熟的空间核反应堆中用于备用热反应的设备，例如苏联的Topaz-Ⅰ，Topaz-Ⅱ热离子反应堆，美国的SNAP—10A温差发电反应堆。

反应堆活性区反应堆活性区是可控核裂变反应发生的地方，是核反应堆的心脏。主要部件有热离子燃料元件、氢化锆慢化剂、铍反射层和钠钾合金冷却剂。热离子燃料元件用UO2。作核燃料，在活性区呈三角形排列。它既是反应堆的燃料，核裂变产生热能，又是热电转换器件。

Topaz型热离子反应堆活性区为圆柱形，几十根热离子燃料元件插在氢化锆慢化剂中。反应堆活性区放在不锈钢容器里，四周是铍反射层。在铍反射层中，插有12个由铍制成的转动控制鼓。12个转动控制鼓分成四组，两组为安全鼓，保证反应堆处于次临界状态；两组为调节鼓，控制反应堆的输出热功率。

圆柱体的氢化锆慢化剂开有插热离子燃料元件的孔，一层层堆叠，轴向用弹簧压紧。氢化锆表面涂防氢渗透涂层，防止氢化锆高温分解时氢泄漏，保持氢化锆的中子慢化能力，以确保反应堆寿命期内有足够的后备反应性。

反应堆控制系统反应堆控制系统由转动控制鼓、转动控制鼓传动机构、自动控制系统组成。

转动控制鼓由反射中子能力最强的铍材料制成，形状为圆柱体。沿圆柱体表面径向120°的表面上覆盖B4C中子吸收材料。调节鼓用于调节反应堆的输出热功率，调节鼓慢速均匀转动，转动180°需3～5s。

转动控制鼓的传动机构由电机、磁离合器、减速器、终端微型开关等组成。每个传动装置带动三个转动控制鼓，按相同方向以给定速度转动。

自动控制系统由反应堆自动控制信号装置和供电系统组成。自动控制信号装置包括反应堆电源系统各种运行参数的遥测和数据分析系统，以及控制信号发送和地面指令接收装置。供电系统把热离子反应堆产生的电能经电流电压调节系统，为卫星、反应堆转动控制鼓传动装置、反应堆冷却系统的电磁泵、热离子能量转换器供铯系统提供电力，同时调节多余的电力。1

防护系统辐射防护采用影子屏蔽，设计成圆台状，圆台体顶角14°～17°。辐射防护屏蔽层由屏蔽中子的氢化锂（LiH）和屏蔽γ射线的钨材料组合而成。为防止氢化锂潮解和氢泄漏，氢化锂包裹在不锈钢或钛合金制成的容器中。第一层屏蔽用含硼不锈钢，起到屏蔽热和屏蔽中子的作用。屏蔽后，离Topaz-Ⅰ反应堆5m处的剂量平面上中子注量为1012～1013个/cm2，γ射线剂量为5×103Gy。

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尹维龙 - 副教授 - 哈尔滨工业大学