中文摘要：

美国三里岛事故、前苏联切尔诺贝利事故表明尽管核电厂发生严重事故的频率极低，由于其后果相当严重，仍然不能忽视它的风险。另外日本JCO事故及美国"9 11"恐怖事件等的影响，人们对核反应堆的安全性的重视达到了前所未有的程度，尤其是需要更加重视固有安全性在反应堆设计中的应用。从空间研究的领域来看，如在月球表面或者在无重力的轨道上进行科研活动提供能源，更需要可完全自动运行的反应堆。 本研究课题拟就自动运行的空间快堆的两个关键专题进行研究，其一为固有安全特性，其二为取消控制棒，采用自然安全反应性控制原理进行自动运行的研究。（1）研究适用于宇宙能源供应的空间快堆的概念设计。（2）进行自动运行空间快堆的数学物理模型建设。（3）取消控制棒，采用自然安全反应性控制原理进行控制装置的方法与策略研究。

结论摘要：

核电源结构紧凑，具有较小的质量、较长的运行寿命和独立于太阳运行的特性，是一种最具前途的适用于空间探索的大功率长寿命电源。本项目所研究的先进空间快堆，能够在月球、火星表面为空间活动提供电力。为了加强固有安全特性，反应堆取消了固体控制棒，采用新颖的液态金属（Li-6）热胀冷缩原理设计的反应堆控制系统。本研究在大量调研的基础上，完成先进空间快堆的初步设计，数学建模及瞬态分析程序的开发工作，包括堆芯功率模型、堆芯热传输模型、反应性反馈模型、温差电转换模型、液态金属的液位模型、锂的热物性模型等，并在此基础上对其准稳态运行和安全瞬态特性进行了仿真计算。通过计算表明(1) 缓慢型LEM可以作为后备反应性装置，用于补偿反应性的缓慢变化，并实现反应堆的长寿期；(2) 在LEM的作用下，先进空间快堆可以通过控制流量来调节功率；(3) 在无保护超功率事故UTOP与无保护失流事故ULOF中，快速型LEM可以随着冷却剂温度变化能够自动快速的响应，从而保证反应堆的安全运行；(4) LRM和LEM共同作用能够使先进空间快堆自动完成启动。本项目工作对先进空间快堆的研究以及工程应用有理论指导意义。