还是从最基层的知识点切入,慢慢来说明:要回答首先的弄清楚什么是快堆?
快堆是相对于普遍使用的压水堆而言的,压水堆主要以铀235为燃料,热中子轰击铀235,会使其裂变成2~3个快中子和两个较轻的原子核,然后快中子经慢化剂减速为热中子后继续轰击铀235,使得裂变反应能够持续进行。尽管利用热中子反应堆可以得到巨大的核能,但是在天然铀中,仅铀-235能够在热中子的作用下发生裂变反应,而天然铀矿中铀-235只占0.714%,这就造成热堆在铀资源的利用上极差,只有1~2%可以用来发电,而其余的98~99%的铀只能被作为废料-贫铀弃置。所以普通压水堆存在:对铀燃料的巨大浪费以及核废料污染大的问题。
快堆是以钚239为燃料,钚239裂变又可将占铀大部分的铀238变成钚239,使铀的利用率提高到60%~70%,使核燃料快速增殖,所以又称快速增殖堆。过程如下:钚—239释放快中子----------快中子击中铀-238-------铀-238转变为铀—239--------铀—239经过两次β衰变变成钚—239-------钚—239继续放出快中子参与反应。核工业的发展堆积了大量的贫铀(含铀-235很少的铀-238),快堆消耗的正是贫铀。用贫铀来发电,同时还增殖燃料,实在是一举多得的好事。所以国际上普遍认为,发展和推广快堆,可以从根本上解决世界能源的可持续发展和绿色发展问题。其次我们来看看核反应堆中的冷却剂?冷却剂是用来将核裂变所释放出的能量转移到反应堆外的锅炉或涡轮机中,并将动能转变为电能。冷却剂可以是液体,也可以是气体,通过传送泵在核反应堆和锅炉之间循环传送。目前核反应堆中主要应用液体金属冷却剂,其普遍具有熔点低、沸点高、比热容大和导热性好的特点,且在常温下具有流动性,但是一般液态金属对于金属材料具有一定的腐蚀性。如Na、K、Li和低熔点合金如Pb-Bi等。根据上面的论述,我们知道快堆为什么用钠作冷却剂,是因为其自生的特点,其他金属肯定也可以,比如上面说的K等,但需综合经济技术比较选择。这就如果找对象一样,不是说非得一个树上吊死,但是选择不是因为没有他(她)不行,而是经过交流相处,找到最合适的。最后跟大家分享:我国第一座钠冷快中子反应堆——中国实验快堆,于2014年 12月15日17时首次达到100%功率,截至18日17时首次实现满功率稳定运行72小时,主要工艺参数和安全性能指标达到设计要求。这标志着我国全面掌握了快堆的设计、建造、调试、运行的核心技术。
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