CLEAR-I采用池式结构，同时在方案设计中充分考虑了非能动安全理念。反应堆有较大的冷却剂装量／功率比，系统有较大的热惰性。堆芯具有负反应性温度系数和负空泡系数，具备固有安全特性。完全非能动余热排出系统使得反应堆在失去外电源和二回路给水的情况下仍可有效排出堆芯余热。

对于铅铋堆特有的冷却剂与结构材料相容性以及放射性２１０Ｐｏ的问题，设计了气体过滤系统和放射性钋气溶胶包容小室，可以有效地做到２１０Ｐｏ的包容和处置。一回路铅铋具有较低温度和流速，同时采用气相和固相两套氧控系统，使将铅铋对材料的腐蚀速率控制在非常低的水平，确保堆的安全和稳定运行。

对CLEAR-I潜在的超设计基准事故中较严重的全厂断电合并不能紧急停堆且丧失二回路热阱（临界模式）这一超设计基准事故进行了详细的分析，分析结果见图５。计算表明即使在极限事故下，反应堆堆芯也不会受到损坏，并留有较大安全裕量。

9　关键技术研发

针对铅铋冷却反应堆设计研制的特殊需求，项目团队重点针对涉核关键技术与非核关键技术进行了技术研发。在涉核关键技术研究方面重点开展了强流中子源ＨＩＮＥＧ的和铅铋零功率实验装置CLEAR－0的研制。开展外推临界质量、中子通量密度和中子能谱测量、空泡效应测量和控制棒价值测量等物理实验，验证CLEAR－Ⅰ核设计所使用的计算方法、程序及数据库，获得安全评审所必需的中子物理实验结果。目前已完成了ＨＩＮＥＧ和CLEAR－0工程设计，工程建造正在进行中。

在非核技术发展方面重点开展了铅铋回路和反应堆关键设备样机的研制工作。大型铅铋技术实验回路KYLIN功能涵盖材料实验、热工水力实验和安全实验三大领域，可以开展铅铋CLEAR－Ⅰ反应堆相关的材料测试、铅铋工艺系统研究、热工水力设计验证及其他铅铋相关系统的设计验证工作。已建成运行的KYLIN－II材料实验回路最高温度达到1100℃，样品表面最高流速可达10m/s。热工水力实验回路平台高度１３ｍ，可开展全尺寸燃料组件的热工水力实验测试及余热排除实验验证。完成了铅铋堆内换料系统的原理样机和铅铋堆控制棒驱动机构样机研制，并通过实验测试。

 10　总结

在深入分析国际上ADS及铅基反应堆发展状现状的基础上，设计了铅铋冷却的临界／次临界双模式运行的中国铅基研究反应堆CLEAR-I。CLEAR-I采用铅铋合金冷却，利用相对成熟的燃料和材料技术，通过全堆芯遥操自动更换燃料组件实现不同的实验目标，反应堆具有良好的现实可行性、安全可靠性、实验灵活性和技术延续性。论文介绍了CLEAR-I概念设计，从堆芯方案、堆本体结构、热工方案、冷却剂系统和安全系统等方面简要阐述了反应堆的技术路线。并对安全特性进行了初步分析，分析表明CLEAR-I具有负反应性系数反馈、较大的热惰性以及非能动余热排出能力，体现出良好安全性优势。结合CLEAR-I反应堆的研制工作，开展了多项涉核及非核关键技术研究，反应堆初步工程设计及关键设备研制工作正在顺利进行中。

（本文文字节选自《核科学与工程》，版权属于《核科学与工程》）