五千年(敝帚自珍)

主题:关于核电行业,有几个知识点想请教一下 -- yg1993

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1. 钚239不能用于压水堆。

压水堆用的是热中子(能量约0.025电子福特,相当于中子处于室温的能量,所以叫热中子或慢中子)铀238吸收热中子变成钚239的几率也很低。因此普通压水堆生产出的钚239总比消耗的铀235少,没有增值效果。钚239能用在压水堆,但生产成本比铀235高。

重水堆里中水吸收中子几率小,因此天然铀(0.7%的铀235比例)也可做“燃料”,真正起裂变的还是铀235。轻水堆就得浓缩铀了。商业电站至少用铀235含量3.5%以上的浓缩铀。目前只有美帝较新核航母/核潜艇才用武器级的浓缩铀(90%以上),才能实现舰艇终生(比如50年)不换核燃料。

2. 钚239可以吸收快中子(能量约1M电子福特,差不多也是裂变产生中子的能量)进而裂变,并维持下去。快中子不能用水带出能量,不是因为能量密度太高,而是因为水是中子的强减速剂,高中物理可解释,粒子和质量相近的粒子弹性碰撞最容易失去能量,中子和水中的氢原子碰撞,很快就失能到热中子了。所以快中子堆要保持快中子,只能用钠。。。铀235也能用于快中子堆。铀238吸收快中子变钚239的几率比较高,低浓度铀235燃料棒在快堆中产生的钚239比消耗的铀235多,所以叫“增值反应堆”。

铀238要吸收5M电子福特能量以上的中子才有较大几率裂变。。。这个能量的中子不能由铀类重元素裂变产生。所以铀238不能用于纯裂变堆。聚变产生中子才有这级别能量,所以铀238可用作氢弹壳子,在聚变产生中子轰击下裂变,形成裂变-聚变-裂变三相弹,大大提高氢弹威力。。。前苏联沙皇巨型核弹都得是三相弹,才有那种威力。。。

3.其实快堆中国也是从德国拿到大量资料的。高温气冷堆因为气体携带能量能力相对低,天然体积会比较大,用高温堆(发电效率高)就是要补偿下体积大的略势,但高温下燃料球也有损害几率,现在用氦气成本也高,漏气可能大。。。综合性能未必多好。。。

英国早期核电站就是气冷堆(二氧化碳做工质),反应堆体积是压水堆的好几倍。

同样高温气冷堆用铀235做燃料比用钚239成本低多了。

通宝推:北纬42度,yg1993,
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