刘铱　周培德　张坚

【摘 要】MOX燃料芯块一般用贫UO2粉末和工业PuO2粉末为原料，采用机械混合工艺混料。工业PuO2粉末一般来自乏燃料后处理设施，由于不同批次的粉末中钚同位素组成略有差异，为提高MOX燃料芯块中钚同位素的均匀性、减小实际成分与设计值的偏差，需在PuO2粉末和贫铀粉末混合之前，先对不同批次的PuO2粉末进行挑选组合。本文以百万千瓦级快堆首炉堆芯设计方案为参考，提出基于钚当量等效法的混丰方案，有效提高工业钚的均匀性，降低MOX燃料组件中钚同位素含量差异对堆芯中子学参数的影响。

【关键词】MOX燃料；混丰；钚当量

中图分类号： TL352 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）09-0004-004

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.09.002

A Industrial Plutonium Batch Blending Method for MOX Fuel

LIU Yi ZHOU pei-de ZHANG Jian

（China Institute of Atomic Energy，Division of Reactor Engineering Technology Research

Department of Reactor Design，Beijing）

【Abstract】MOX fuel pellets are made from depleted UO2 powder and industrial PuO2 powder by mechanical mixing process. Industrial PuO2 powders generally come from spent fuel reprocessing facilities， due to the slight difference in the composition of plutonium isotopes in different batches of PuO2 powder， It is necessary to pick certain batches of PuO2 powder before blending it with depleted uranium powder，to improve the uniformity of uranium-plutonium isotope distribution and reduce the deviation between actual composition and design value. Taking the million-kilowatt fast reactor first loading as the reference calculation model，The Plutonium equivalent factor-based batch blending scheme was proposed to effectively improve fuel uniformity and reduce the effect of the difference in plutonium isotope composition on the core neutronics parameter.

【Key words】MOX fuel；Batch blending；Plutonium equivalent factor0 前言

通過铀和钚的多次循环利用，快堆能够将占天然铀中99%以上的238U充分利用起来，把铀资源的利用率提高到60-70%[1]。混合氧化铀、钚燃料（简称MOX燃料）的制备工艺是核燃料循环中一项关键工艺技术，采用机械混合法。

制造MOX芯块的流程为：将贫UO2粉末和工业PuO2粉末混合加到搅拌球磨机中进行球磨，使铀钚充分混合均匀；加入润滑剂进行二次混合，混合好的粉末送往轧片制粒装置进行粉末制粒；往制粒后的粉末中再添加适量的润滑剂进行混合球化；将粉末进行成型压制，得到生坯芯块，经检测合格后送去高温烧结；根据不同堆型的使用要求，甚至还要求对芯块进行干式无心磨削。

MOX芯块制备所使用的PuO2通常来自压水堆乏燃料中的工业钚，作为后处理设施的产品，钚同位素组成主要取决于压水堆使用的燃料（富集度不同）、比燃耗以及冷却时间。……