原子学说的起源
原子世界的信息
认识原子及核能
二战期间核动态
核武器来势汹汹
核能的有效利用
核危害与核废料
中国核工业发展
巧妙应用放射性

 

 

   核能> 核能的有效利用



 

快堆与原子弹的区别

  原子弹和作为核电站用的快堆,虽然都没有慢化剂,而且都是用快中子引发裂变,但有一系列原则上的差别:

  第一,原子弹使用钚或高浓铀,铀-238的量没有或者很少。而快堆中铀-238很多。铀-238俘获中子后大多不会裂变,它要转化为钚-239后才易裂变。经过这道转换后,作为核电站用的快堆的能量释放速度,就受到极大限制。

  第二,原子弹内与裂变无关的材料少。而快堆为了维持长期运行,并将堆内原子核裂变产生的热送出来,堆内有大量的结构材料和冷却剂。它们的存在既增加了中子的吸收,又使中子的速度有一定程度的慢化,延长了中子存在时间。这是限制核电站用的快堆功率增长速度的另一个因素。

  第三,原子弹采用高效炸药的聚心爆炸,使核燃料很快密集在一起,将链式反应的规模急剧扩大,也就是我们说的达到瞬发超临界状态;而作为核电站用的快堆,只要一达到瞬发临界,堆芯很快就会散开,难以维持链式反应。目前的控制手段,已可以保证快堆不至于达到瞬发临界。

  第四,原子弹的装料超过维持链式反应所需的量多,而快堆的装料仅仅稍微多于维持链式反应的需要,并有负反馈效应——有抑制作用的效应。

  由于这些原因,快堆不可能像原子弹那样爆炸。

新世纪原子能院  为了进一步说明问题,我们所谓热中子是指能量为1电子伏以下的中子。铀-235吸收中子裂变时,放出的中子是能量为2兆电子伏特的快中子。在热中子堆中,几乎所有的裂变都是由热中子引起的。为了实现链式反应有两种方法:其一是提高铀中铀-235的浓度,使快中子引起的裂变能持续进行下去,这就是快中子堆的原理;另一种方法是用水、石墨等作慢化剂,把快中子慢化为热中子铀-235对热中子的裂变几率大,对低浓度铀也可使裂变反应继续进行下去,这就是热中子反应堆的原理。

  在新的世纪,原子能院将以中国实验快堆、中国先进研究堆、串列加速器升级工程和放化后处理实验室四大工程为支柱,发挥多学科的综合优势,建成一流的核科研基地。

快堆增大核燃料利用率  快堆中间回路及增殖比

