1樓:網友
什麼是熱中子反應堆與快中子反應堆。
熱中反應堆是一種安全、乾淨都達到要求的經濟能源,在目前以及今後一段時間內它將是發展核電的主要堆型。
然而,熱中子反應堆所利用的燃料鈾235,在自然界存在的鈾中只佔,而佔天然鈾的另一種同位素鈾238卻不能在熱中子的作用下發生裂變,不能被熱中子堆所利用。自然界中的鈾儲量是有限的,如果只能利用鈾235,再有30年同樣會面臨鈾235匱缺的危險。因此人們把取得豐富核能的長遠希望,寄託在能夠利用鈾235以外的可裂變燃料上。
於是,快中子增殖反應堆便應運而生。
如果核裂變時產生的快中子,不像輕水堆時那樣予以減速,當它轟擊鈾238時,鈾238便會以一定比例吸收這種快中子,變為鈽239。鈾235通過吸收乙個速度較慢的熱中子發生裂變,而鈽239可以吸收乙個快中子而裂變。鈽239是比鈾235更好的核燃料。
由鈾238先變為鈽,再由鈽進行裂變,裂變釋出的能量變成熱,運到外部後加以利用,這便是快中子增殖堆的工作過程。
在快中子增殖堆內,每個鈾235核裂變所產生的快中子,可以使12至16個鈾238變成鈽239。儘管它一邊在消耗核燃料環239,但一邊又在產生核燃料鈽239,生產的比消耗的還要多,具有核燃料的增殖作用,所以這種反應堆也就被叫做快中子增殖堆,簡稱快堆。
快堆使用直徑約1公尺的由核燃料組成的堆芯,鈾238包圍著堆芯的四周,構成增殖層,鈾238轉變成鈽239的過程主要在增殖層中進行。堆芯和增殖層都浸泡在液態的金屬鈉中。因為快堆中核裂變反應十分劇烈,必須使用導熱能力很強的液體把堆芯產生的大量熱帶走,同時這種熱也就是用作發電的能源。
鈉導熱性好而且不容易減慢中子速度,不會妨礙快堆中鏈式反應的進行,所以是理想的冷卻液體。反應堆中使用吸收中子能力很強的控制棒,靠它插入堆芯的程度改變堆內中子數量,以調節反應堆的功率。為了使放射性的堆芯同發電部分隔離開,鈉冷卻系統也分一次迴路和二次迴路。
一次迴路直接同堆芯接觸,通過熱交換器把熱傳給二次迴路。二次迴路的鈉用以使鍋爐加熱,產生483℃左右的蒸氣,用以驅動汽輪機發電。 快中子增殖堆幾乎可以百分之百地利用鈾資源,所以各國都在積極開發,現在全世界已有幾十座中小型快堆在執行。
標誌著快堆得到大量應用的日期已為時不遠。
2樓:網友
u-238 被快中子轟擊,經過兩次β衰變,形成 pu-239
之所以叫做快中子反應堆,就是要用大量的快中子轟擊 u-238 以產生 pu-239,如果使用慢化劑,就達不到這個目的了。
u-235 或者 pu-239 作為核燃料,無論快中子還是熱中子,都能引發裂變。只不過在一般的反應堆裡,使用的核燃料一般是低濃縮鈾,u-235 只佔 3% 左右,如果大量中子被 u-238 而不發生裂變(不再釋放中子),會使中子很快耗盡,無法實現自持核反應。通常處理這種問題的方法是使用慢化劑,使快中子減速成為熱中子,熱中子不易被 u-238 俘獲,從而能儲存下來,有較大幾率擊中 u-235 誘發裂變從而釋放更多的中子,實現自持式反應。
快中子反應堆
3樓:匿名使用者
快中子反應堆是指沒有中子慢化劑的核裂變反應堆。通常的核裂變反應堆,為了提公升核燃料的鏈式裂變反應的效率,需要將裂變產生的高速中子(快中子)減速稱為速度較慢的中子(熱中子),通常加入較輕的原子核構成的中子慢化劑,比如輕水,重水等等,利用裡面的氫原子作為高速中子碰撞減速的中子慢化劑。為什麼要這樣呢,是因為裂變材料對中子的吸收作用有所不同的原因,同城反應堆的核燃料是幾個%鈾-235濃縮鈾,裂變燃料裡面的成分是鈾-235和鈾-238,通常的反應堆裡面它的大部分成分是鈾-238,只有少量的是鈾-235,鈾-235才能發生裂變反應,鈾-238不會發生裂變反應,但是鈾-238對高速中子的捕獲概率要大於鈾-235,如果中子的再生的量由於鈾-238的吸收而降低,就會破壞鏈式反應的繼續,所以為了降低鈾-238對中子的吸收,就採用中子慢化劑降低中子的速度。
快中子反應堆是一種特殊的反應堆,它沒有中子慢化劑,它利用了鈾-238對高速中子(快中子)的吸收率高的特徵,來生產增值核燃料,鈾-238吸收一箇中子之後,經過兩次β衰變,成為鈽-239,這是一種新的裂變元素,產生增值效應,快中子反應堆就是用來生產增值核燃料的。為了避免鏈式反應因為鈾-238對中子的吸收而不能持續下去,快中子反應堆使用了較高濃度的濃縮鈾,鈾-235的含量在幾十個%。
快中子反應堆是什麼?求解
4樓:白沙
核反應堆的裂變反應是藉由中子來引發鏈式反應的,而中子引發反應的實質是中子被核捕獲,使核發生裂變。實際上核裂變發射出的中子速度很快,往往超出核的捕獲能力,導致下一步反應不易發生,故需加入慢化劑使中子減速,慢化劑作用實質是用較小的核與中子碰撞使其減速。但快中子反應堆不用鈾-235,而用鈽-239作燃料,不加入慢化劑是因為在堆心燃料鈽-239的外圍再生區裡放置鈾-238,鈽-239產生裂變反應時放出來的快中子,被裝在外圍再生區的鈾-238吸收,鈾-238就會很快變成鈽-239。
這樣,鈽-239裂變,在產生能量的同時,又不斷地將鈾-238變成可用燃料鈽-239,而且再生速度高於消耗速度,核燃料越燒越多,快速增殖,因此這種反應堆又稱"快速增殖堆"。快中子反應堆是一種較鈾-235為燃料的反應堆更高階,更清潔的反應堆。
至於鈉鉀合金做熱交換劑,是利用液態鈉鉀合金的優良導熱性進行導熱,進而控制反應堆溫度。
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