主题：从中国核技术新突破谈乏燃料后处理。 -- 桃源客
家园 沙发 MOX中各元素的摩尔比是多少？配方是普世的还是各庄有各庄的高招？快堆可以只用钚239做燃料吗还是必须使用一定量的铀235？
- 复 沙发
家园 试着回答一下。 翔宇兄的核潜艇系列俺非常喜欢。这问题也够刁钻。
乏燃料先经过后处理提取剩余的铀和经转换生成的钚同位素，然后钚同位素加入浓缩工艺的尾料贫铀即制成MOX，其主成分为UO2和PuO2，含约7%的钚239以及铀238等，具体组分尚未见披露。 Areva的商用MOX含钚239大概是3-10%，跟据堆的设计而定。使用最普及的欧洲堆（法、德、比、瑞），堆芯1/3到1/2为MOX。使用MOX超过50%，反应堆的设计就需要作相应的更改。
俄罗斯正在乌拉尔山麓的Beloyarsk建造目前世界规模最大的新一代快堆800 MWe БN-8，将全部使用MOX燃料。日本则计划于2014年末在Ohma建成全部使用MOX的反应堆（1383 MWe）。
20世纪60年代，比利时、法国、美国、意大利、德国、日本和印度等国纷纷建立实验室，开发供增殖快堆使用的MOX燃料。 1970至1985年国际上形成了快堆MOX燃料的研究高潮。配方虽然大同小异，但都严格保密。截至80年代末，大多数建成的快堆（包括实验、原型和验证堆）都成功使用了MOX燃料。目前，全世界有20多个快堆装载了MOX燃料，绝大多数在欧洲。
截至2008年，世界上共建造24座MOX燃料厂，产能约为每年213吨，其中LWR（轻水堆）和FBR（快堆）MOX燃料厂各占一半。预计2012年，世界上主要的LWR-MOX燃料生产国法国、日本、英国的年生产能力将达195吨、130吨以及40吨。目前主要的商用大厂是法国MELOX和英国SELLAFIELD。
快堆用钚-239作燃料，可能含有的微量铀235不是有效成分。
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家园 多谢解答，再补问一个 快堆的控制原理和热堆是大同小异还是千差万别？
家园 就快堆而言， 快中子与核燃料中的原子核相互作用引起裂变的可能性比热中子小得多，为使链式反应继续进行，其所用核燃料的浓度要比热堆高，装料量也大。快堆活性区单位体积所含核燃料相比热堆大得多，其功率密度比热堆大几倍，大概每升为400千瓦左右。在如此高的功率密度下，将热量从堆内取出加以应用，技术上更为复杂。
快堆不能用水冷却，普遍采用液态金属钠把热量带出来。此外，快堆用的燃料元件的加工制造也比热堆更复杂困难，费用高昂。同时，由于快堆内快中子寿命短，钚的缓发中子份额小，就使得控制问题更为复杂。对反应堆操作系统保护的要求也更严格。
目前快堆的主要问题是验证其经济性。只有当快堆在经济上可与压水堆竞争时，才可能大规模实现商用。
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