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如何看:中國核燃料研究獲突破 可將鈾利用率提到超過95%?

本報北京6月8日電(實習生蘇琬茜中國青年報·中青在線記者邱晨輝) 記者從中國科學院今天舉行的新聞發布會上獲悉,由該院近代物理研究所原創提出的全新加速器驅動先進核能系統,可將鈾資源利用率由目前技術的「不到1%」提高到「超過95%」,處理後核廢料量不到乏燃料的4%,放射壽命由數十萬年縮短到約500年。這些為探索更高效、更安全的核燃料循環體系奠定了基礎,有望使核裂變能成為近萬年可持續、安全、清潔的戰略能源。


其實快堆的燃料利用效率就已經很高了,有60%。實驗反應堆在北京運行了很多年了,只是技術難度太大,影響安全性。日本80年代建的快堆文殊因為故障難以解決,現在都已經在討論要拆的事了。

加速器驅動的次臨界反應堆在安全性上沒問題,阻力應該是在成本和發電效率上。

這個東西一直在搞理論模型,連實驗反應堆都沒有,比快堆的進度落後30年以上,快堆投產還遙遙無期,這邊的投產時間就可想而知了。

另外次臨界反應堆也並不是絕對安全,福島核電站地震後立刻停堆了,但是殘留的放射性元素繼續產生熱量導致了融化,換句話說,如果福島採用次臨界反應堆,結果還是一樣的。


如果化石燃料燒完了核聚變還沒點出來,我們好歹還有條退路,再續命幾百年

之後還沒爬出地球,就老老實實造蒸汽機燒木頭桔梗吧,人類衰退之後,我們又回到了維多利亞時代


ADS(Accelerator Driven Sub-critical System)加速器驅動次臨界核能系統,也是第四代反應堆的堆型,原理是利用加速器加速的高能質子與重靶核發生散裂反應,一個質子引起的散裂反應可產生幾十個中子,用散裂產生的中子作為中子源來驅動次臨界包層系統,使次臨界包層系統維持鏈式反應以便得到能量和利用多餘的中子增殖核材料和嬗變核廢物。

ADS算是第四代反應堆裡面進展比較快的,至於商用發電還有很長的路要走保守估計也得有三四十年,至於說把鈾的利用率大幅提高固然是好事,不過第四代堆裡面能夠在核聚變發電之前最大限度的利用現有資源發電的當然是釷基熔鹽堆。

釷廣泛存在於地殼當中,其儲量是鈾的4倍,而且更容易被獲取。我國釷鈾儲量比約為6:1,位居世界第二位。Th-232(原子序數為90)吸收一個中子形成Th-233。Th-233會發生兩次β衰變,第一次衰變放出一個電子,同時原子核內有一個中子成為質子,Th-233變成U-233(原子序數為91)。U-233是一种放射性核素,也是反應堆非常理想的燃料。

Th-232吸收一個中子變成Th-233,然後放出一個電子衰變成Pa-233,Pa-233進一步衰變,放出一個電子後變為U-233。大部分的U-233吸收一個中子然後發生裂變。一部分U-233在裂變前多吸收了一個中子,變成U-234,比較釷反應堆和鈾反應堆生成Pu-239的過程,釷反應堆發生了更多的衰變,從而最終生成的Pu-239也更少,廢物也更少。

不過第四代反應堆都還在理論和實驗階段,畢竟第三代反應堆都還沒有正式商用發電,任重而道遠。


去年三月看過科普文章,文章提及:

1鈾分為鈾235(0.7%)與鈾238(99.3%)。鈾235可以接受任何速度的中子,並發生裂變。鈾238隻接受0.1個電子伏以上能量的中子,發生裂變。通常核反應堆是用水和石墨作為中子減速劑,防止裂變放能過大,並以水作為導熱材料將熱量傳遞出去。

2鈾238可以接受高能質子,並且發生裂變。

3中科大實驗數據顯示可以將所有鈾元素的裂變利用率提高到99%。

我就想問,這是怎麼在水包圍下,把高能質子束打到鈾棒身上的。


加速器驅動的次臨界反應堆,現在還是概念階段,科學可行性還沒有得到驗證,不都說了是「有望」嗎?慢慢等吧!


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