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什么是中能中子反應(yīng)堆

來源:新能源網(wǎng)
時(shí)間:2011-11-01 19:51:42
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什么是中能中子反應(yīng)堆 什么是中能中子反應(yīng)堆?中能中子反應(yīng)堆以中能中子引起裂變反應(yīng)的核反應(yīng)推。中能中子系指平均能量介于熱中子與塊中子之間(0.5~0.1MeV)的中子。這

       什么是中能中子反應(yīng)堆?中能中子反應(yīng)堆以中能中子引起裂變反應(yīng)的核反應(yīng)推。中能中子系指平均能量介于熱中子與塊中子之間(0.5~0.1MeV)的中子。這種反應(yīng)堆內(nèi)也裝有慢化劑,但它不會(huì)使裂變快中子慢化為熱中子。中能中子反應(yīng)堆曾為軍事目的而建造過,沒有被推廣應(yīng)用。

       如果核裂變時(shí)產(chǎn)生的快中子,不像輕水堆時(shí)那樣予以減速,當(dāng)它轟擊鈾238時(shí),鈾238便會(huì)以一定比例吸收這種快中子,變?yōu)轭?39。鈾235通過吸收一個(gè)速度較慢的熱中子發(fā)生裂變,而钚239可以吸收一個(gè)快中子而裂變。钚239是比鈾235更好的核燃料。由鈾238先變?yōu)轭?,再由钚進(jìn)行裂變,裂變釋出的能量變成熱,運(yùn)到外部后加以利用,這便是快中子增殖堆的工作過程。

        在快中子增殖堆內(nèi),每個(gè)鈾235核裂變所產(chǎn)生的快中子,可以使12至16個(gè)鈾238變成钚239。盡管它一邊在消耗核燃料環(huán)239,但一邊又在產(chǎn)生核燃料钚239,生產(chǎn)的比消耗的還要多,具有核燃料的增殖作用,所以這種反應(yīng)堆也就被叫做快中子增殖堆,簡稱快堆。 

       目前的核電站中,大多數(shù)使用的是輕水堆。輕水堆以鈾-235為燃料,以水作慢化劑和冷卻劑,水的作用是將裂變產(chǎn)生的快中子慢化和導(dǎo)出堆芯熱量。發(fā)電能力為100萬千瓦的輕水堆,每天使用約3公斤鈾-235。雖然用量不多,但是由于天然鈾儲(chǔ)量有限現(xiàn)探明約可使用1000年,其中鈾-235約只占0.7%,而99.3%是鈾-238。鈾-235和鈾-238都是鈾的同位素,當(dāng)慢中子撞擊其原子核時(shí),鈾-235原子核容易發(fā)生裂變,而快中子反應(yīng)堆鈾-238卻不容易發(fā)生裂變,所以不能用作輕水堆的燃料。因此,當(dāng)今核電站的核燃料中,鈾-235如同"優(yōu)質(zhì)煤",而鈾-238卻像"煤矸石",只能作為核廢料堆積在那里,成為污染環(huán)境的"公害"。