加速器驱动次临界系统(ADS)被认为是能够有效嬗变核废料的途径之一。液态铅铋合金(LBE)是ADS系统中加速器散裂靶和次临界堆冷却剂的首选材料,但与结构材料的相容性严重限制了LBE的应用。研究表明一定浓度的溶解氧可以抑制LBE对结构材料的腐蚀,但前提是实现对液态LBE中氧浓度的精确控制。因此,液态LBE中的氧控技术成为研究热点之一。基于这一研究背景,本文工作开展了利用固态氧化铅(PbO)颗粒在液态LBE中的溶解和析出实现氧浓度控制(即固态氧控)的研究。氧浓度的精确探测、PbO的制备以及质量交换器的设计是固态氧控技术的关键,本工作在这三方面进行了理论和实验的探索。实验被设计用于测试和校准现有的氧传感器,为用于高温液态LBE氧传感器的自主开发提供了理论和实验基础。开发了微波烧结PbO颗粒技术,并对PbO颗粒进行了相关的机械性能测试。结果表明,利用微波烧结技术制备的PbO颗粒在机械性能方面较传统烧结技术更优异,为固态氧控技术提供了优质的氧源。设计了用于验证固态氧控技术的液态LBE非等温回路和用于固态氧控的旁路质量交换器,并进行了相关的热工、溶解和扩散的理论推导和计算,为固态氧控技术的实现提供了设计上的参考和理论上的依据。