快中子增殖反应堆中,什么作为增殖原料

作者&投稿:温傅 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
快中子增殖反应堆是什么样的一种物质?~

快中子增殖反应堆,是指吸收快中子产生裂变的一种反应堆。
快中子增殖反应堆用的核燃料是钚-239,在堆芯周围有一层铀-238,在天然中的含量为99.28%,它本不是裂变元素,不能作为核原料,但在快中子反应堆中,铀-238吸收了钚-239裂变放出的中子后,跃身一变而成为新的钚-239。钚-239核比铀-235核裂变放出的中子多,加上快中子反应堆不需慢化剂,减少了中子被吸收的损失。
因此,裂变产生的中子除能维持裂变反应外,多余的中子被铀-238吸收,生成新的钚-239。
这就是说,快中子反应堆在使用核燃料的同时,还将热中子堆无法使用的铀-238变成了可利用的核燃料钚-239,而且生成的钚-239比用掉的还多,这叫增殖核燃料。由此可见,采用增殖反应堆的核电站能发出比用热中子反应堆的核电站多得多的电。
显然,一座快中子反应堆只要连续运行15~20年,就可以积累起足以装备与自身功率同样大的新反应堆所需要的核燃料,人们赞誉它为核燃料生产工厂。
快中子反应堆,不仅能够大大增殖核燃料,还有干净、热效率高等优点,目前,世界上许多国家都在积极发展快中子反应堆。

容易发生裂变的核有233u、235u、239pu,而自然界中只有235u,且含量很低。但是自然界中的238u、232th储量比较丰富!为提高核燃料的利用率就可以用快中子增殖堆使238u转化为239pu,使232th转化为233u。
使用快中子的原因是燃料在快中子作用下发生裂变产生的中子比较多,除了维持裂变反应外还有剩余的中子使可裂变核u238或th232发生反应转化成易裂变核pu239或u233。增殖反应的方程式如下:
238u+n→239u→239np→239pu
232th+n→233th→233pa→233u
快中子增殖堆使用快中子谱,因此不要慢化剂,冷却剂使用液态金属,因其核质量较大,不产生慢化。常用的是液态钠。
快中子堆还有另外一个重要作用,就是焚烧!它可以利用快中子将热中子反应堆中产生的长寿命放射性元素烧掉,减少对环境的污染与对后代的威胁。
因此发展快堆是有意义的。

钚-239和铀-238。

快中子增殖反应堆中的钚-239产生裂变反应时放出来的快中子,被装在外围再生区的铀-238吸收,变为铀-239,铀-239经过几次衰变后转化为钚-239,经过提纯处理继续用于裂变。在大型快堆中,平均每10个铀-235原子核裂变可使12至14个铀-238转变成钚-239。

这样,钚-239裂变,在产生能量的同时,又不断地将铀-238变成可用燃料钚-239,而且再生速度高于消耗速度,核燃料越烧越多,快速增殖,称为快中子增殖。



扩展资料

快中子增殖循环原理

快堆不用铀-235,而用钚-239作燃料,不过在堆心燃料钚-239的外围再生区里放置铀-238。钚-239产生裂变反应时放出来的快中子,被装在外围再生区的铀-238吸收,变为铀-239,铀-239经过几次衰变后转化为钚-239,经过提纯处理继续用于裂变,与之前的过程形成一个循环:

Pu-239→快中子+U238→U239(β衰变)→Pu-239(循环)。

在大型快堆中,平均每10个铀-235原子核裂变可使12至14个铀-238转变成钚-239。这样,钚-239裂变,在产生能量的同时,又不断地将铀-238变成可用燃料钚-239,而且再生速度高于消耗速度,核燃料越烧越多,快速增殖。所以这种反应堆又称快速增殖堆。

参考资料来源:百度百科-快中子增殖循环

参考资料来源:百度百科-快中子增殖



  主要可以有两个作用:增殖和嬗变

  增殖是可以不仅利用铀 235 还可以把热中子堆利用不了的铀 238转化为钚 239进行反应释放能量。
  嬗变是将裂变反应中的一些长寿命的有害核物质经过反应转变为一些短寿命的放射性核素,有利于对废料的处理。

告诉楼主。不是。目前,世界上已商业运行的核电站堆型,如压水堆、沸水堆、重水堆、石墨气冷堆等都是非增殖堆型,主要利用核裂变燃料,即使再利用转换出来的钚-239等易裂变材料,它对铀资源的利用率也只有1%—2%。但在快堆也就是快中子增殖反应堆中,铀-238原则上都能转换成钚-239而得以使用,但考虑到各种损耗,快堆可将铀资源的利用率提高到60%—70%。至于国内什么时候有快堆么,有这么一条新闻值得注意一下:中国实验快堆已进入最后安装调试阶段,计划于2011年实现并网发电,2015年建成示范快堆并实现商用。相关网址:


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希质施博: 主要两作用:增殖嬗变增殖仅利用铀 235 热堆利用铀 238转化钚 239进行反应释放能量 嬗变裂变反应些寿命害核物质经反应转变些短寿命放射性核素利于废料处理

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