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中国的高温气冷核反应堆怎么样?

时间:2024-11-27 07:27:18  来源:http://www.tianfw.com  作者:admin

中国的高温气冷核反应堆怎么样?

高温气冷堆属于第四代核反应堆技术,优缺点都明显。放射性小,功率高,效率好。缺点是功率密度低,堆芯太脆弱,后期处理难度非常大。

我国只有一个清华大学在研制这种核反应堆,以前是引进德国技术然后再改良,后来就成了自己独立开发,已经研制成功了一个样品可以实际运行,但是距离实际投入运用还有很远距离。目前世界上的排名可以到前三。全世界对这一和技术还有很大争议,很多国家都不愿意发展这种技术,中国倒是挺看好,不知道前途会怎么样。

什么是快堆?快堆有哪些主要特点?

快堆中无需特别添加慢化剂。图1-8给出了钠冷快堆示意图。

目前已建成的快堆采用液态金属钠作为冷却剂。美国、俄罗斯、英国、法国、日本、德国、印度等国已经建造过包括实验堆、原型堆和经济验证性堆等类型的总共18座钠冷快堆,积累了约300堆•年的运行经验。

 

快堆的主要特点:

第一,可实现裂变材料的增殖:

不易在热中子作用下发生裂变反应的铀-238,在吸收了快中子后,可以变成另一种易裂变的核素钚-239。快堆中,在不断消耗钚-239的同时,又有铀-238不断转变成新的钚-239,而且新生的钚-239比消耗掉的还多,从而使堆中核燃料变多,实现裂变材料的增殖。因此,快堆也被称为快中子增殖堆。

 

第二,可以大幅度提高铀资源的利用率,充分利用核燃料:

热堆核电厂主要利用铀-235裂变发电,在天然铀中,铀-235仅占0.71%,占绝大多数的铀-238不能利用。而快堆核电厂在发电中消耗的是铀-238,使铀利用率,即有效利用铀原子数与消耗铀原子数之比,提高到60~70%。与热堆相比,快堆的铀利用率比采用开路式燃料循环的压水堆约高100倍,比重水堆高70倍以上。

 

第三,核燃料的富集度要比热堆的高:

在快中子作用下,裂变的几率比在热堆中小得多,因此需要增加核燃料的富集度才能维持稳定的链式反应,一般为12~30%。

 

第四,功率密度比热堆大几倍。

 

第五,快堆的利用能为人类提供极其丰富的能源:

由于快堆可提高铀资源的利用率,消耗的是铀浓缩厂的尾料——铀-235富集度下降到0.2%左右的贫化铀,因此不仅核燃料成本大幅下降,而且使得低品位铀矿,如海水等也有开采价值,可利用的铀资源大大扩展,从而实现核能发展的核燃料可持续发展。

 

第六,快堆可有效处置热堆核电发展过程中产生的长寿命锕系核素:

热堆核电发展过程中会不断地积累长寿命的裂变产物和锕系核素,这是核能发展中存在的环境生态问题。长寿命的裂变产物和锕系核素在快堆中,可以有效地转变为短寿命的同位素,从而实现核能发展的环境生态方面的可持续发展。

 

通过40年来的努力,快堆技术上已日臻完善,是目前接近成熟的堆型,但仍存在较为复杂的问题有待解决。

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