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  • 1 # 手機使用者51242362059

    熱中反應堆是一種安全、乾淨都達到要求的經濟能源,在目前以及今後一段時間內它將是發展核電的主要堆型。

    然而,熱中子反應堆所利用的燃料鈾235,在自然界存在的鈾中只佔0.7%,而佔天然鈾99.3%的另一種同位素鈾238卻不能在熱中子的作用下發生裂變,不能被熱中子堆所利用。自然界中的鈾儲量是有限的,如果只能利用鈾235,再有30年同樣會面臨鈾235匱缺的危險。因此人們把取得豐富核能的長遠希望,寄託在能夠利用鈾235以外的可裂變燃料上。於是,快中子增殖反應堆便應運而生。

    如果核裂變時產生的快中子,不像輕水堆時那樣予以減速,當它轟擊鈾238時,鈾238便會以一定比例吸收這種快中子,變為鈽239。鈾235透過吸收一個速度較慢的熱中子發生裂變,而鈽239可以吸收一個快中子而裂變。鈽239是比鈾235更好的核燃料。由鈾238先變為鈽,再由鈽進行裂變,裂變釋出的能量變成熱,運到外部後加以利用,這便是快中子增殖堆的工作過程。

    在快中子增殖堆內,每個鈾235核裂變所產生的快中子,可以使12至16個鈾238變成鈽239。儘管它一邊在消耗核燃料環239,但一邊又在產生核燃料鈽239,生產的比消耗的還要多,具有核燃料的增殖作用,所以這種反應堆也就被叫做快中子增殖堆,簡稱快堆。

    快堆使用直徑約1米的由核燃料組成的堆芯,鈾238包圍著堆芯的四周,構成增殖層,鈾238轉變成鈽239的過程主要在增殖層中進行。堆芯和增殖層都浸泡在液態的金屬鈉中。因為快堆中核裂變反應十分劇烈,必須使用導熱能力很強的液體把堆芯產生的大量熱帶走,同時這種熱也就是用作發電的能源。鈉導熱性好而且不容易減慢中子速度,不會妨礙快堆中鏈式反應的進行,所以是理想的冷卻液體。反應堆中使用吸收中子能力很強的控制棒,靠它插入堆芯的程度改變堆內中子數量,以調節反應堆的功率。為了使放射性的堆芯同發電部分隔離開,鈉冷卻系統也分一次迴路和二次迴路。一次迴路直接同堆芯接觸,透過熱交換器把熱傳給二次迴路。二次迴路的鈉用以使鍋爐加熱,產生483℃左右的蒸氣,用以驅動汽輪機發電。 快中子增殖堆幾乎可以百分之百地利用鈾資源,所以各國都在積極開發,現在全世界已有幾十座中小型快堆在執行。標誌著快堆得到大量應用的日期已為時不遠。

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