快中子反应堆(钠冷快中子反应堆)

快中子增殖反应堆是什么？

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。

法国建造了“凤凰”快中子堆和“超凤凰”快中子堆，都采用了一体化的池式结构。

在埃及神话中，吉祥鸟凤凰每隔500年就会自焚，涅粲然后再复生。“凤凰涅架”就是这个道理，可以说法国人给快中子堆起的名字别有匠心，正符合这一反应堆的特点。

该反应堆容器是一个很大的不锈钢池子，直径22米，高10米，壁厚为35～50毫米，堆顶是3米厚的钢和混凝土做成的盖板，在这个钢池子里，除了堆心之外，还放人一回路钠泵、钠一钠热交换器，这就保证放射性钠不会离开反应堆容器。一回路钠由下而上经过核燃料，加热到545℃。然后，再进入钠-钠热交换器。

快中子反应堆(钠冷快中子反应堆)

同时，在反应堆容器的外面，还包有一个同样厚度的钢容器。整个装置再装在1米厚的混凝土安全壳内，这样，是重重设防，保险加保险。

在1991年世界核电站统计表中，可以找到9座快中子堆核电站，但实际运行的只有4座，法国的“超凤凰”堆便是其中之一。

只是，快中子堆由于技术复杂，安全要求高，因而造价极高，投资约是压水堆核电站的5倍。

又如，俄罗斯现有四座快中子反应堆在运行，并正在建造80万千瓦功率的快中子反应堆。

日本原型快中子反应堆已于1994年建成，经济验证，快中子反应堆将于2004年建造。

人们预计，快中子反应堆将会成为未来能源舞台上的重要角色。

快中子反应堆的原理

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。

热中子反应堆是一种安全、干净都达到要求的经济能源，在目前以及今后一段时间内它将是发展核电的主要堆型。然而，热中子反应堆所利用的燃料铀235，在自然界存在的铀中只占0.7%，而占天然铀99.3%的另一种同位素铀238却不能在热中子的作用下发生裂变，不能被热中子堆所利用。自然界中的铀储量是有限的，如果只能利用铀235，再有30年同样会面临铀235匮缺的危险。因此人们把取得丰富核能的长远希望，寄托在能够利用铀235以外的可裂变燃料上。于是，快中子增殖反应堆便应运而生。

快中子反应堆(钠冷快中子反应堆)

如果核裂变时产生的快中子，不像轻水堆时那样予以减速，当它轰击铀238时，铀238便会以一定比例吸收这种快中子，变为钚239。铀235通过吸收一个速度较慢的热中子发生裂变，而钚239可以吸收一个快中子而裂变。钚239是比铀235更好的核燃料。由铀238先变为钚，再由钚进行裂变，裂变释出的能量变成热，运到外部后加以利用，这便是快中子增殖堆的工作过程。

在快中子增殖堆内，每个铀239核裂变所产生的快中子，可以使12至16个铀238变成钚239。尽管它一边在消耗核燃料环239，但一边又在产生核燃料钚239，生产的比消耗的还要多，具有核燃料的增殖作用，所以这种反应堆也就被叫做快中子增殖堆，简称快堆。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。

快堆使用直径约1米的由核燃料组成的堆芯，铀238包围着堆芯的四周，构成增殖层，铀238转变成钚239的过程主要在增殖层中进行。堆芯和增殖层都浸泡在液态的金属钠中。因为快堆中核裂变反应十分剧烈，必须使用导热能力很强的液体把堆芯产生的大量热带走，同时这种热也就是用作发电的能源。钠导热性好而且不容易减慢中子速度，不会妨碍快堆中链式反应的进行，所以是理想的冷却液体。反应堆中使用吸收中子能力很强的控制棒，靠它插入堆芯的程度改变堆内中子数量，以调节反应堆的功率。为了使放射性的堆芯同发电部分隔离开，钠冷却系统也分一次回路和二次回路。一次回路直接同堆芯接触，通过热交换器把热传给二次回路。二次回路的钠用以使锅炉加热，产生483℃左右的蒸气，用以驱动汽轮机发电。 快中子增殖堆几乎可以百分之百地利用铀资源，所以各国都在积极开发，现在全世界已有几十座中小型快堆在运行。

钠的应用里面 钠钾合金做快中子反应中的热交换剂，什么叫快中子反应堆？

快中子反应堆：核电中的一朵奇葩

原子能的释放、控制和利用，是20世纪重大科技成果之一。原子能是原子核裂变产生链式反应释放出的能量，故又称核能。核裂变和链式反应是在原子反应堆中进行的，所以，原子反应堆是核电站的"锅炉"。

目前的核电站中，大多数使用的是轻水堆。轻水堆以铀-235为燃料，以水作慢化剂作用是使高速中子减速和冷却剂。发电能力为100万千瓦的轻水堆，每天使用约3公斤铀-235。虽然用量不多，但是由于天然铀储量有限现探明约可使用1000年，其中铀-235约只占0．7％，而99．3％是铀-238。铀-235和铀-238都是铀的同位素，它们的原子核都会裂变，但铀-235有其独特的裂变方式，当中子撞击其原子核时，原子核会分裂成重量几乎相等的两部分，而铀-238却不具备上述裂变方式，所以不能用作轻水堆的燃料。因此，当今核电站的核燃料中，铀-235如同"优质煤"，而铀-238却像"煤矸石"，只能作为核废料堆积在那里，成为污染环境的"公害"。

为了解决上述问题，使铀资源得到充分利用，科学家正在开发研究、设计另一种形式的反应堆---快中子反应堆，简称"快堆"。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，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。

在技术上，快堆比轻水堆难度要大得多。但是，由于它具有独特的优点，所以，美、法、日、德、俄等国都在积极开发研究快中子反应堆。早在1967年，法国就建成了一座实验反应堆。1974年，25万千瓦的快中子反应堆投入运行。1984年又建成了120万千瓦的大型商业快堆核电站。日本也设计出输出功率为30万千瓦的快中子反应堆。堆心核燃料采用铀-钚混合氧化物，堆心外围是铀-238，该快堆可使铀资源的利用率提高50倍，经济效益和社会效益十分明显。除前述5个国家外，澳大利亚、挪威、西班牙、瑞典、瑞士、意大利和我国目前也积极开展了有关的研究工作。

本世纪70年代以来，原子能用于和平事业，取得了飞速发展，核电站如雨后春笋，有逐步取代石化燃料电站，成为能源舞台主角之势。据统计，目前全世界已有原子能电站400多座，发电量约占全世界发电总量的17％。其中核电发展最快的国家---法国，核电的份额已占40％。核电具有能量大、占地少、安全可靠、不受地形限制、燃料运输方便等优点，具有广阔的发展前景。我国在秦山、大亚湾核电站建成后，将再建造10座核电站。被誉为"核燃料生产工厂"的快中子反应堆是核电中的一枝奇葩，是未来能源舞台上的重要角色。

快中子反应堆(钠冷快中子反应堆)

钠的应用里面 钠钾合金做快中子反应中的热交换剂,什么叫快中子反应堆？

快中子反应堆：核电中的一朵奇葩 原子能的释放、控制和利用,是20世纪重大科技成果之一.原子能是原子核裂变产生链式反应释放出的能量,故又称核能.核裂变和链式反应是在原子反应堆中进行的,所以,原子反应堆是核电站的".

快中子反应堆

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，比如轻水，重水等等，利用里面的氢原子作为高速中子碰撞减速的中子慢化剂。为什么要这样呢，是因为裂变材料对中子的吸收作用有所不同的原因，同城反应堆的核燃料是几个％铀-235浓缩铀，裂变燃料里面的成分是铀－235和铀－238，通常的反应堆里面它的大部分成分是铀－238，只有少量的是铀-235，铀－235才能发生裂变反应，铀－238不会发生裂变反应，但是铀－238对高速中子的捕获概率要大于铀-235，如果中子的再生的量由于铀－238的吸收而降低，就会破坏链式反应的继续，所以为了降低铀－238对中子的吸收，就采用中子慢化剂降低中子的速度。快中子反应堆是一种特殊的反应堆，它没有中子慢化剂，它利用了铀-238对高速中子（快中子）的吸收率高的特征，来生产增值核燃料，铀－238吸收一个中子之后，经过两次β衰变，成为钚-239，这是一种新的裂变元素，产生增值效应，快中子反应堆就是用来生产增值核燃料的。为了避免链式反应因为铀-238对中子的吸收而不能持续下去，快中子反应堆使用了较高浓度的浓缩铀，铀-235的含量在几十个％。

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