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一、什么是快堆?
“快堆”是快中子反应堆的简称,先从什么是反应堆谈起:中子打入铀-235(U235)的原子核以后,原子核就变得不稳定,会分裂成两个较小质量的新原子核,这就是核裂变反应。核裂变时,放出巨大的能量,并放出2~3个中子和其它射线。这些中子再打入别的U235核,引起新的核裂变,新的裂变又产生新的中子和能量,如此不断持续下去,这就叫核链式反应。
能产生可控制的持续核链式反应的装置,就是核反应堆,简称反应堆。易裂变物质如铀-233、铀-235、钚-239、钚-241等,裂变时产生的中子,能量很高、速度很快,称为快中子。在反应堆中,人为地装入一定量的含轻原子核(氢、氘、碳、铍等)的物质,如轻水(即普通水)、重水(氚与氧的化合物)、石墨和铍等。由裂变产生的快中子同这些轻原子核碰撞,通过能量传递、速度减慢,直至与周围介质的分子热运动达到平衡。这些经过慢化,与周围介质分子热运动平衡的中子,称为热中子。
主要依靠热中子引起核裂变并维持链式反应的反应堆称为热中子反应堆,简称热堆。按人为放入堆中的慢化中子的物质不同,热堆可分为轻水堆、重水堆和石墨堆等。不人为放入慢化中子的物质(慢化剂),主要由快中子引起核裂变并维持链式反应的反应堆称为快中子反应堆,简称快堆。
二、为什么要发展快堆?
当前,世界上应用最广泛的核电站是热堆电站,而拥有热堆电站的国家都重视开发快堆,因为快堆能大大提高核燃料资源的利用率。为什么?
热堆中使用的易裂变物质,即核燃料,主要是从天然铀中提取的同位素铀-235,它对热中子的裂变率最高。但是,天然铀中铀-245仅占0.714%,而占天然铀99%以上的另一种同位素铀-238,在热堆中不能得到有效利用。
研究发现,铀-238吸收中子后,经过经几次核蜕变,可以变成另一种自然界不存在的易裂变物质——钚-239。由于铀-238对热中子的吸收率很低,在热堆中产生的钚-239数量不足以抵偿消耗掉的铀-235。而铀-238对快中子的吸收率最高,在快堆中新产生的核燃料多于消耗掉的核燃料,可以达到增殖核燃料的目的,所以快堆也称为快中子增殖反应堆。在热堆中,天然铀资源的利用率的利用率只能达到1%~2%,在快堆中可以提高到60%-70%,即利用率可以增加35~60倍。
如果只发展热堆电站,占天然铀98%以上的铀资源只能被作为核废料(即贫铀)而弃置,还将危害自然环境。在发展热堆的同时发展快堆,就可以变废为宝,即把贫铀转变为新的核燃料。所以,快堆电站必将成为核电的新一代。
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2022年10月12日,俄罗斯国家原子能公司(Rosatom)基础建设中心负责人GennadySakharov表示,Brest-300铅冷快堆项目建设进度比计划提前7个月。Brest-300铅冷快堆位于西伯利亚化学工厂(SCC)厂址,是实验示范能源综合体(ODEK)计划的一部分。该综合体同时又是“突破”项目的一部分。突破项目旨在实现闭
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世界上有441台在运反应堆机组,52台在建机组。这些数据由国际原子能机构(IAEA)保存在PRIS数据库中。
近日,由上海核工院和江苏银环精密钢管有限公司(简称江苏银环)以及兰州兰石重型装备股份有限公司(简称兰石重装)共同完成的“重水堆耐腐蚀性连续弯热传输支管国产化研制”和“重水堆高密封性热传输支管连接组件国产化研制”项目完成样机的制造和试验验证,取得技术突破。秦山核电三期运行的两台CAND
12月30日20:12,石岛湾公司高温气冷堆核电站示范工程两台反应堆完成加热除湿,反应堆回路温度均稳定在250℃,压力均稳定在7MPa,标志着示范工程继双堆冷试之后,全面开展双堆热态功能试验,热态试验(简称热试)进入最后阶段。(来源:微信公众号“华能石岛湾核电”ID:hsnpc_wx作者:潘鲁达彭帅)示范
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3月2日9时12分,我国具有完全自主知识产权的三代核电华龙一号全球首堆——中核集团福清核电5号机组热态性能试验基本完成,为后续机组装料、并网发电等工作奠定了坚实基础。(来源:微信公众号“中核集团”ID:cnncgzwx作者:秦婕)“热试”是通过主泵运转和稳压器电加热器投用,使反应堆冷却剂系统升温
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7月24日17点46分,随着LP2低压缸缓缓落下,华龙一号海外首堆卡拉奇核电厂K-2机组常规岛汽轮机扣盖节点顺利实现,标志着常规岛安装工作重点由设备安装转至单体调试,为后续汽轮机盘车及热态试验奠定了坚实基础。(来源:微信公众号“中核集团”ID:cnncgzwx作者:中核中原)作为华龙一号海外首堆,该项
备受关注的中国从美国引进三代核电AP1000全球首堆三门核电站1号机组,目前正在热试中,计划今年上半年并网发电。这比其原工程节点,整整延误了3年多。为了一块锈迹的小题大做针对公众疑虑的这一延误,国家电投董事长王炳华透露,反应堆冷却剂屏蔽主泵研制,是影响工期的最大难题。2012年5月,主泵的工
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在日前召开的中国电机工程学会核能发电分会2016年学术报告研讨会上获悉,正在建设中的世界首个AP1000项目三门核电项目1号机组即将开始热态功能试验,如试验顺利,即进入装载核燃料和运行调试阶段。同为首批AP1000项目的海阳核电项目,也于7月完成了冷态功能试验,预计将很快进行热态功能试验。会上,多
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