快中子增殖反应堆中,什么作为增殖原料
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:
核电地发展历史
从核电发展总趋势来看,中国核电发展的技术路线和战略路线早已明确并正在执行,当前发展压水堆,中期发展快中子堆,远期发展聚变堆。 具体地说就是,近期发展热中子反应堆核电站;为了充分利用铀资源,采用铀钚循环的技术路线,中期发展快中子增殖反应堆核电站;远期发展聚变堆核电站,从而基本上“永远”解决能源需求的矛盾。 国...
关于核反应堆知识的几个问题?
1. 水冷式反应堆:最常见的类型,使用轻水作为冷却剂和慢化剂,包括凝聚水反应堆(如三鹿峡、山东海阳)和沸水反应堆(如青海乐都)。相对安全但成本较高。2. 高温气冷反应堆:使用氮气或氦气作为冷却剂,如中国试验快堆等。堆芯温度较高但较水冷堆安全。3. 快堆:能利用中子产生新的核燃料,如俄罗斯的BN系列...
增殖堆的增殖堆类型
快增殖堆(FBR):可增殖的铀238吸收快中子增殖为可裂变钚和更重的超铀元素,钍232也可以吸收快中子增殖为可裂变的铀233。截止2006年,所有的全尺寸规模快增殖堆都是液态金属快增殖堆(LMFBR),使用液态金属钠作冷却剂。这种快增殖堆有两种设计:回路式,在这种设计中,主冷却剂在反应堆箱体外循环,...
新技术探索是什么?
利用快中子增殖堆可以使天然铀中的铀-238转化为钚-239,成为裂变燃料。用钚-239或铀-235装料启动运行数十年后,此系统可以靠铀-238达到“自持”,铀资源利用率可提高60~70倍。这虽然有利于资源的利用,但另3个问题则面临更严峻的挑战。而且快中子增殖堆的初始装料,要以从热中子反应堆乏燃料中...
核能发电一共有几种,材料分别是什么?
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Pu是种什么金属?
钚的大规模制备是通过反应堆中的核反应进行的,由铀238 吸收中子后生成,再用溶剂萃取和离子交换纯化。钚是易裂变的放射性元素,能用作核燃料,用于制造核武器。钚用作快中子增殖反应堆燃料时,新形成的钚比消耗的钚还要多,可使铀238转变为钚而加以充分利用。钚238用于制造同位素电池,用作宇宙飞船、...
什么是原子能技术?
③石墨气冷堆。用石墨慢化剂,稍加浓铀。④石墨水冷堆。石墨慢化,轻水冷却,稍加浓铀。目前已经运行的核电站以轻水堆居多,我国已选定压水堆作为第一代核电站。快中子增殖反应堆热中子反应堆主要是利用天然铀内的少量铀-235,以及在反应堆内生成的少量钚-239。因此热中子堆仅利用天然铀中2%左右的...
核弹制造后如何销毁?
目前唯一彻底的销毁方式只有在安全地区地下引爆,只有苏联采用过。目前大部分核弹头是氢弹,其中的核裂变部分也是大部分采用钚芯,使用浓缩铀芯的很少,钚目前除了日本有一座实验性核电站应用钚以外,世界上没有国家将其用于发电,因为用钚发电必须用特殊的快中子增殖反应堆,不仅成本高昂且危险性极大,一旦...
中华民国时期用上了核能吗?
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混合堆的混合堆的难题
目前多希望用锂或锂的化合物来冷却它,以便在冷却反应室壁的同时增殖氚。估计在用锂冷却的条件下,反应室壁将达到800℃以上的高温,比目前钠冷快堆燃料元件包壳的使用温度高200多摄氏度。如此高的温度及高能中子、离子、γ射线和中性原子的轰击,使聚变反应室壁的工作条件,比裂变堆中的结构材料的工作条件苛刻得多。
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
青河县18519635358: 快中子增殖反应堆中,什么作为增殖原料 - ?
希质施博: 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...
青河县18519635358: 快中子反应堆(关于快中子反应堆的基本详情介绍) ?
希质施博: 1、快中子增殖反应堆是一种裂变链式反应的堆型用中子引起易裂变.2、再生速度高于消耗速度,快速增殖,所以这种反应堆又称快速增殖堆.本文关于快中子反应堆的基本详情介绍就讲解完毕,希望对大家有所帮助.
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希质施博:[选项] A. 铀238比钚239少1个质子 B. 铀238比钚239多两个中子 C. 精确地讲,一个铀239核的质量比一个钚239核的质量小 D. 精确地讲,一个铀239核的质量比一个钚239核与两个β粒子的质量和大
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希质施博: 快中子反应堆不用铀-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,铀-238就会很快变成钚-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".据计算,如快中子反应堆推广应用,将使铀资源的利用率提高50-60倍,大量铀-238堆积浪费、污染环境问题将能得到解决. 在快中子反应堆中,不能使用水来传递堆芯中的热量,因为它会减缓快中子的速度 钠和钾的合金可用于快中子反应堆作热交换剂.
青河县18519635358: 快中子反应堆 - ?
希质施博: 快中子反应堆是指没有中子慢化剂的核裂变反应堆.通常的核裂变反应堆,为了提升核燃料的链式裂变反应的效率,需要将裂变产生的高速中子(快中子)减速称为速度较慢的中子(热中子),通常加入较轻的原子核构成的中子慢化剂,比如轻...
青河县18519635358: 快中子反应堆是什么??
希质施博: 核反应堆的裂变反应是借由中子来引发链式反应的,而中子引发反应的实质是中子被核捕获,使核发生裂变.实际上核裂变发射出的中子速度很快,往往超出核的捕获能力,导致下一步反应不易发生,故需加入慢化剂使中子减速,慢化剂作用实...
青河县18519635358: 什么是增殖燃料? - ?
希质施博: 科技名词定义中文名称: 快中子增殖堆燃料组件 英文名称: FBR fuel assembly 定义: 用于快中子增殖堆的燃料组件.现代快堆均采用铀钚混合氧化物(MOX)燃料和上、下贫铀转换段,带不锈钢盒的组件.所用材料要承受远高于热堆的热和辐照负荷. 所属学科: 电力(一级学科);核电(二级学科