反应堆用过的核燃料如何处理?

作者&投稿:宾满 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
核反应堆中的核燃料是如何进出反应堆容器的?~

目前核电站换料,都是需要停堆的。停堆之后把容器上面的盖子打开,用自动装卸料机更换燃料。用过的核燃料称为乏燃料,由机械驱动的抓手将其取出转移到乏燃料罐。新燃料棒相反顺序,由机械将其放入堆内。固定,盖盖。全都好了,才可以启动反应堆重新发电。原来一般都要耗费几十天时间,现在有所缩短。

可在核反应堆中通过核裂变或核聚变产生实用核能的材料。重核的裂变和轻核的聚变是获得实用铀棒核能的两种主要方式。铀235、铀233和钚239是能发生核裂变的核燃料,又称裂变核燃料。其中铀235存在于自然界,而铀233、钚239则是钍232和铀238吸收中子后分别形成的人工核素。从广义上说,钍232和铀233也是核燃料。氘和氚是能发生核聚变的核燃料,又称聚变核燃料。氘存在于自然界,氚是锂6吸收中子后形成的人工核素。核燃料在核反应堆中“燃烧”时产生的能量远大于化石燃料。1千克铀235完全裂变时产生的能量约相当于2500吨煤。
已经大量建造的核反应堆使用的是裂变核燃料铀235和钚239,很少使用铀233。至今由于还未有建成使用聚变核燃料的反应堆,因此通常说到核燃料时指的是裂变核燃料。由于核反应堆运行特性和安全上的要求,核燃料在核反应堆中“燃烧”不允许像化石燃料一样一次烧尽。为了回收和重新利用就必须进行后处理。核燃料后处理是一个复杂的化学分离纯化过程,曾经研究过各种水法过程和干法过程。目前各国普遍使用的是以磷酸三丁酯为萃取剂的萃取法过程,即所谓的普雷克斯流程。
核燃料后处理过程与一般的水法冶金过程之最大差别是它具有很强的放射性和存在发生核临界的危险。因此,必须将设备置于有厚的重混凝土防护墙的设备室中并实行远距离操作以及采取防止核临界的措施。所产生的各种放射性废物要严加管理和妥善处置以确保环境安全。实行核燃料后处理,可更充分、合理地使用已有的铀资源。

乏燃料(反应堆用过的核燃料)的安全处置问题,是国际核能界面临的共同挑战,也是尚未解决的世界性难题。这两天,由中科院高能物理研究所和近代物理研究所联合研制的国际上第一台ADS超导质子直线加速器,接受了一场严格的现场测试。结果显示,其在国际上第一次实现了超导直线加速器能量大于25MeV(兆电子伏)的连续波高功率质子束流。

这一里程碑事件意味着,这台超导质子直线加速器将作为样机,成为开展强流、高功率超导直线加速器合作研究的国际平台,在继续保持这一领域国际领先地位的同时,为国家重大科学基础设施——加速器驱动嬗变研究装置(CIADS)建设打下坚实的技术和人才基础。

什么是ADS系统? 

核裂变能是一种安全、清洁、低温室气体排放且经济性好的能源,也是解决未来能源供应、保障经济社会可持续发展的一种战略选择。2016年核电约占世界总发电量的11.5%,在法国和瑞士甚至超过本国供电总量20%。

 

全球目前在运行的反应堆有449座,到2030年乏燃料(反应堆用过的核燃料)累积存量估计将达到4万吨。乏燃料的安全处置问题,是国际核能界面临的共同挑战,也是尚未解决的世界性难题。加速器驱动次临界系统(ADS)是国际公认最有前景的乏燃料安全处理方案。这一概念从上世纪90年代初提出,是“分离-嬗变”燃料循环策略中的一个环节,即利用加速器产生的高能离子轰击散裂靶,再产生高通量、硬能谱的中子,驱动次临界堆芯运行,达到乏燃料嬗变的目的。欧美、日、韩等国均制定了ADS中长期发展计划,尚处于关键技术突破到集成研究装置过渡阶段,但尚未有建成的ADS装置。

作为中国科学院战略性先导科技专项(A类),ADS系统于 2011年开始研制。一切从零开始,科研人员经过6年多的不懈努力和奋力攻关,突破了ADS强流超导质子直线加速器、高功率散裂靶、次临界反应堆等关键核心技术并部分引领国际发展。在认识到传统的ADS方案在经济上缺乏竞争力之后原创地提出了“加速器驱动先进核能系统(ADANES)”全新概念,并已通过大规模并行计算模拟研究证明了其原理上的可行性,完成了一系列模拟原理验证实验并取得了突破性进展。

ADANES是集核废料的嬗变、核燃料的增殖以及核能发电于一体的先进核燃料闭式循环技术,可将铀资源利用率由目前技术的不到1%提高到超过95%,处理后核废料量不到乏燃料的4%,放射寿命由数十万年缩短到约500年,使核裂变能成为近万年可持续、安全、清洁的战略能源,将为全人类和平利用核能贡献源自中国的原始创新。




核反应堆用的放射性物质哪里来的?
1. 核反应堆中的放射性物质主要是在核燃料裂变过程中产生的。需要指出的是,核燃料本身并不具有显著的放射性。2. 以主流的压水堆为例,其使用的燃料是经过浓缩的铀。具体来说,天然铀主要由铀-238组成,铀-235的含量较少,大约只有千分之七。因此,需要通过浓缩过程将铀-235的含量提升到百分之3至...

核电站使用的反应堆有多种类型,其中什么最为先进?
3. 例如,一座100万千瓦的常规火力发电厂每年需要燃烧300万吨煤,平均每天需要一艘万吨轮船运输煤炭。相比之下,使用原子能发电,一年只需要30吨核燃料。4. 核反应堆根据不同的分类标准有多种类型,包括燃料类型(如天然铀堆、浓缩铀堆、钍堆)、中子能量(如快中子堆和热中子堆)、冷却剂材料(如...

既然核反应堆燃料越烧越多,为啥不多造几个?
6. 除了钠,铅和气体也被考虑作为冷却剂。铅冷却反应堆具有高功率密度,但铅的熔点和毒性提出了额外的安全要求。气体冷却反应堆,如气冷快中子增殖反应堆,仍处于研究阶段,但它们有潜力解决一些现有的问题。7. 除了快中子增殖反应堆,还有其他类型的反应堆能够产生更多的核燃料。重水反应堆能够制造核燃料...

核电站使用的反应堆有多种类型,其中什么最为先进?
压水堆和沸水堆都属于轻水堆,还有一类叫做重水堆,这种是早期的反应堆型,对浓缩铀的纯度要求高,其实世界上凡是想建重水堆的都是对核武器有企图的。例如,一座100万千瓦的常规发电厂,一年需要烧掉300万吨煤,平均每天需要一艘万吨轮来运煤。而使用原子能发电,一年只需要30吨核燃料。

核反应堆的作用
另外,还有两种利用反应堆或加速器生产出来的裂变材料U-233和Pu-239。用这些裂变材料制成金属、金属合金、氧化物、碳化物等形式作为反应堆的燃料。燃料包壳:为了防止裂变产物逸出,一般燃料都需用包壳包起来,包壳材料有铝、锆合金和不锈钢等。控制与保护系统中的控制棒和安全棒:为了控制链式反应的速率在...

如何在家中制作小型核反应堆
步骤一:理论准备<\/ 了解了原理后,我们需要为实验做足准备。核反应堆的基本组成部分包括:核燃料(如铀235)、慢化剂(如水或硼酸)、热载体(传输热量)、控制设施(调控反应速度)和防护装置(保护操作者)。每个部分都至关重要,就像烹饪的大师菜单。步骤二:设计与材料准备<\/ 设计阶段,你将需要基本...

原子反应堆是什么?
核反应堆,又称为原子反应堆或反应堆,是装配了核燃料以实现大规模可控制裂变链式反应的装置。 [编辑]核反应堆的类型 根据用途,核反应堆可以分为以下几种类型: 将中子束用于实验或利用中子束的核反应,包括研究堆、材料实验等。 生产放射性同位素的核反应堆。 生产核裂变物质的核反应堆,称为生产堆。 提供取暖、...

核反应堆可以用氢的同位素做燃料吗
不可以的。核反应堆的燃料主要是铀235。铀有三种同位素,即铀-234、铀-235和铀-238.其中的铀-234不会发生核裂变,铀-238在通常情况下也不会发生核裂变,而铀-235这种同位素原子能够轻易发生核裂变,或者说,做核燃料的实际上是铀-235。但是,从矿山里开采出来的铀里面,铀-235的含量却又是...

核反应堆是干什么的
核反应堆内用以产生可控核裂变链式反应并保证安全运行的各类材料。除核燃料外,还包括冷却剂、慢化剂、反射层材料、结构材料、控制材料和屏蔽材料等。核反应堆材料一般在高温、腐蚀介质和辐照等特殊条件下工作,因此对它们的物理、化学和力学性能有严格要求。冷却剂又称载热剂。其作用是将反应堆内因核裂变产生的热量导出...

福岛核电站一个反应堆的核燃料量是多少?切尔诺贝利封存了大约200吨的...
3福岛的慢化剂是水,注入的是水,不会超级爆炸,飞出来的辐射物质非常少。所以别慌。福岛的核燃料也非常多,因为运行了40年了,每年要换1\/3根燃料棒100根不到,你算吧,一根的U235富集度不到2%,一根棒我掂量过,大概40多斤吧(我没称估计的)。用了多少燃料就可知了,用过的燃料棒放在安全壳内...

灵武市19818877803: 反应堆用过的核燃料如何处理? -
周克速尿: 乏燃料(反应堆用过的核燃料)的安全处置问题,是国际核能界面临的共同挑战,也是尚未解决的世界性难题.这两天,由中科院高能物理研究所和近代物理研究所联合研制的国际上第一台ADS超导质子直线加速器,接受了一场严格的现场测试...

灵武市19818877803: 核废料如何销毁的?
周克速尿: 核废料之处理方法 当地点,因而常因核废料的处理问题引起了纷争,究竟核废料应该如何处理呢 大致分为了以下三种方法: 1.玻璃固化法 玻璃固化法是将废料混入玻璃...

灵武市19818877803: 核废物怎么处理 -
周克速尿: 在环保和生态问题日益引起重视的今天,有关核废料的处理成为人们关注的重大课题之一.从反应堆取出的废核燃料中有由铀238转变成的钚239,这是宝贵的核燃料,因此首先要在核电站进行一定处理,再放在水池中贮存几个月,最...

灵武市19818877803: 核废料是什么?要怎么处理? -
周克速尿: 核废料(nuclear waste material),泛指在核燃料生产、加工和核反应堆用过的不再需要的并具有放射性的废料.也专指核反应堆用过的乏燃料,经后处理回收钚239等可利用的核材料后,余下的不再需要的并具有放射性的废料. 核废料按物理...

灵武市19818877803: 核发电站中,核燃料用光了以后……怎么办????那个核燃料棒可以换么??? -
周克速尿: 当然要换的啊,对于现在我国普遍的压水堆是12个月-18个月换一次核燃料,但不是全部更换,多数是更换其中三分之一组件,然后重新排布. 一般在换料的时候都会对反应堆和整个系统进行大修、维护. 反应堆除了美国一些核潜艇可以做到终身不换料,其他的都需要定期换料的.

灵武市19818877803: 核废料如何处理 -
周克速尿: 核废料如何处理核废料可分为低放射性废料与高放射性废料两种.低放射性核废料是指医院、工厂、研究机构以及核电厂等产生包含放射性物质的废弃物,如衣物、纸类、试验器具等.高放射性核废料则主要来自使用过的核燃料.其中铀235约...

灵武市19818877803: 核燃料循环的介绍 -
周克速尿: 核燃料进入反应堆前的制备和在反应堆中燃烧后的处理的整个过程.这个名称反映了核燃料在反应堆中只能烧到一定程度就必须卸出并换上新燃料这个特点.乏燃料(即烧过的燃料)中的铀和钚可以分离出来并返回反应堆,作为燃料循环使用,形成核燃料的循环.

灵武市19818877803: 核电站的核废料 -
周克速尿: 核废料泛指在核燃料生产、加工和核反应堆用过的不再需要的并具有放射性的废料.也专指核反应堆用过的乏燃料,经后处理回收钚239等可利用的核材料后,余下的铀-238等不再需要的并具有放射性的废料.不再能用于生产(发电)了的材料就是废料,带有放射性的当然是核废料.不过核废料并非绝对,例如在压水堆核电站中的乏燃料属于核废料,但乏燃料在其他地方是还有其他用处的,这个时候就不是废料了(例如在行波堆技术中,乏燃料经过处理后可以再次用于发电).

灵武市19818877803: 乏燃料池中的乏燃料是怎么处理?有周期吗? -
周克速尿: 乏燃料就是燃耗深度已达到设计卸料燃耗,从堆中卸出且不再在该反应堆中使用的核燃料组件(即乏燃料组件)中的核燃料.其中有未裂变和新生成的易裂变核素、未用完的可裂变核素、许多裂变产物和超铀元素.

灵武市19818877803: 核反应堆中的核燃料是如何进出反应堆容器的? -
周克速尿: 目前核电站换料,都是需要停堆的.停堆之后把容器上面的盖子打开,用自动装卸料机更换燃料.用过的核燃料称为乏燃料,由机械驱动的抓手将其取出转移到乏燃料罐.新燃料棒相反顺序,由机械将其放入堆内.固定,盖盖.全都好了,才可以启动反应堆重新发电.原来一般都要耗费几十天时间,现在有所缩短.

本站内容来自于网友发表,不代表本站立场,仅表示其个人看法,不对其真实性、正确性、有效性作任何的担保
相关事宜请发邮件给我们
© 星空见康网