加速器驱动的次临界系统（ADS）作为一种高效的乏燃料嬗变装置，可实现对长寿命有害核素的嬗变。然而，其采用液态铅铋合金（LBE）作为散裂靶和冷却剂材料导致的LBE与结构材料间的腐蚀问题，会严重影响系统的安全运行。研究表明将LBE中的溶解氧浓度控制在合理范围内，可有效降低结构材料的腐蚀速率，从而提高反应堆运行的安全性。固态氧控方法利用固态氧化铅颗粒在LBE中的溶解与析出调节溶解氧含量，是目前公认的实现LBE中氧浓度控制的重要手段。然而，实际回路系统中不同工况下固态氧控的控氧效果仍缺乏足够的数据验证，而该问题是固态氧控应用前必须回答的关键科学问题。本文针对这一问题，通过实验和数值模拟的方法，对固态氧控在不同参数下的控氧行为和效率进行了验证。此外，针对非控氧条件下动态铅铋合金对结构材料的腐蚀作用展开了研究。具体如下：

首先，基于固态氧控在LBE回路中的应用开展了文丘里管状质量交换器（MX）、镧锶钴铁（LSCF）作为电极的新型氧传感器、六通道液位计以及永磁式电磁流量计的设计和性能验证，并搭建LBE回路开展了固态氧控实验。实验结果显示，在50小时左右的时间内，LBE中的溶解氧浓度从2.8×10^-7 wt%上升至（4-6）×10^-7wt%，表明固态氧控技术优良的增氧特性。 

其次，针对MX装料腔中氧化铅随机堆叠球床进行计算流体力学（CFD）模拟，使用离散元法（DEM）搭建随机堆叠球床的几何模型，利用搭桥法处理球与球、球与壁面间接触点问题从而改善网格质量。CFD模拟结果与CRAFT回路实验结果吻合度较高。通过多工况下的数值模拟，得到不同温度、流速下固态氧控的供氧效率及其压降。通过对模拟数据进行多元线性回归处理，得到适用于管径比D/d=4的球床传质公式。

最后，针对T91、15-15Ti、316L三种候选结构材料在350℃下、0.5m/s流速的LBE中开展了500小时的非控氧腐蚀实验。结果表明T91发生了氧化腐蚀，腐蚀产物Fe₃O₄/(Fe,Cr)₃O₄生长均匀，腐蚀层的厚度约为2.5μm。而15-15Ti、316L发生不同程度的溶解腐蚀，腐蚀与流动冲刷使基体晶粒尺寸发生变化，腐蚀层厚度都约为2μm。结构材料遭受严重的氧化/溶解腐蚀现象从侧面反映出，将固态氧控应用于LBE回路中对于实现反腐蚀具有重要意义。