富集MB硼酸在压水堆中的应用研究现状徐姣、张卫江2(1.中核清原公司，北京100037;2.天津大学化工研究所,天津300072)摘要：目前硼酸作为有效的可溶性中子吸收剂，被广泛用于核电站，主要是利用其中1吸收中子的特性。而天然丰度的硼酸中含量仅占20%左右(质量分数），其余都是中子吸收能力很弱的11B。论文研究了富集硼酸对压水堆核电站的操作控制及运行影响，发现采用富集1硼酸作为可溶性中子吸收剂替代天然丰度硼酸,将会使核电站的运行达到更好的操作控制水平。该替代技术不但能减少冷却剂循环系统中的各种化学试剂、防腐剂的添加量，而且減少了硼酸废液的产生与排放。由此将会使由天然硼酸带来的冷却剂化学问题，诸如材料及设备的腐蚀、冷却剂水质恶化及化学试剂的消耗等复杂问题得到简化解决。论文还对硼同位素的主要分离技术进行了简述和比较，指出了化学交換精馏法是目前国内外硼稳定同位素エ业化生产的成熟技木。关键词：富集硼酸;压水堆；中子吸收剂中图分类号：TL48文章标志码：A文章编号：0258-0918(2012)03-0238-06Theapplicationofenriched10BboricacidmpressurizationwaterreactorXUJiao1,ZHANGWei-jiang2kl.EvercleanEnvironmentalEngineeringCorp.CNNC,BeijingChina,100037；2.ChemicalEngineeringandResearchCenterofTianjinUniversity,Tianjin300072,China)Abstract:Nowadays,boronacidisusedwidelyinPressurizationWaterReactor(PWR)asthechemicalcontrollingremedybymakinguseof10Bastheeffectiveneutronabsorbent.Butthenaturalelementboronincludes10Bjust20%(massfraction)»alltherestis11Bwmchisveryweakatabsorbingneutron.Thispaperstudiedonawaytoimprovetheeffectofchemicalcontrollingremedyonthenuclearpowerstationthroughadoptinghighabundanceboronacidasthesubstitutionofthenaturalone.Ifthistechnologicalmeasurementistaken,theoperationofnuclearreactionwouldbecomemorecontrollable.Notonlytheamountofboronacidwouldbesuddendropresultinginthereductionoftheamountoflowradioactivewastewater,buttheamountofallkindsofchemicalagentaddedinthecoolingcirculationwouldbelowerdownsharply.So,收稿日期：2010-10-06;修回日期：2012-04-24作者简介：徐姣（1972—），女，河南罗山人，髙级工程师，博士，从事核环境化工及相关研究工作238第32卷第3期2012年9月核科学与工程NuclearScienceandengineeringVol.32No.3Sep.2012manycomplexproblemsinthecoolingsystemcouldbesolved,suchaserosionofdevices,worsequalityofcoolantandconsumeofchemicalreagents,etc.Inaddition,severalseparationtechnologiesofBoronisotopeswasintroducedandcompared,andchemicalexchangedistillationwasacknowledgedasthemostmatureindustrializedtechnologyworldwide.Keywords:enriched10B；10Bboricacid；PWR；neutronasorbent为确保核反应堆的安全可靠运行，除了控制棒和安全棒，还必须采用一套有效的控制系统来抵消或控制过剩的中子。为此，科学家们在20世纪50年代进行了十余年的研究，直到60年代，才认定硼酸为最适合的化学补偿控制剂，将其广泛应用于核电行业。虽然硼酸具有许多可溶性中子吸收剂的优点，但在之后的几十年中，硼酸在冷却剂系统中的沉积行为，对一回路中的材料及设备的腐蚀影响，以及对冷却剂水力热エ性能的影响等，仍是科学研究和实验考察的重点[1]。随着核电技术的不断发展，国际原子能机构对核电站的寿命及安全可控运行提出了更高的要求，进一步开发和研究更有利的替代可溶性中子吸收剂仍十分必要。1实验与研究1.1硼酸在反应堆冷却剂系统中的重要作用硼酸作为中子吸收剂在压水堆的一回路中用来控制过剩的中子流。在冷却剂中通过调节硼酸浓度，可以对核反应堆的反应性进行补偿，对发生功率进行控制，确保反应堆在启动，功率改变，停堆和维持一定的功率水平时安全可控运行。相比其他水溶性的中子吸收剂，硼酸具有许多重要的优点。1.1.1硼酸在冷却剂溶液中的化学特性硼酸一个重要的优点就是易溶于水，而且其溶解度随温度升高而増大。据报道[2〜...