|
混合堆的相對(duì)優(yōu)勢(shì)
快堆和混合堆一樣，也是同時(shí)生產(chǎn)能量及核燃料的工廠。但和混合堆相比，快堆有3個(gè)缺點(diǎn)：第一，要有很大的初始裝料，例如120萬(wàn)千瓦的“超鳳凰”快堆，要裝4噸核燃料；而混合堆不需要投入鈾－235或钚－239等核燃料，可以直接用天然鈾或核工業(yè)中積存下來(lái)的貧鈾、乏燃料。第二，快堆倍增時(shí)間較長(zhǎng)，要每過(guò)6年甚至30多年，才能增殖出一座相同功率的快堆用的核燃料。因此一座快堆增殖的核燃料除自身消耗外，只能在積累到一定量后，“養(yǎng)活”一座快堆；而混合堆生產(chǎn)的钚－239或鈾－233，比相同功率的快堆多幾倍到十幾倍，因而可以用混合堆來(lái)“養(yǎng)活”幾倍甚至十幾倍于它的相同功率的壓水堆或快堆；第三，快堆和壓水堆一樣，都要求在實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的狀態(tài)下運(yùn)行；而用混合堆生產(chǎn)钚－239或鈾－233時(shí)，不需要達(dá)到實(shí)現(xiàn)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件，因而有可能更加安全。
聚變堆為了獲得有益的能量輸出，要求聚變產(chǎn)生的能量，遠(yuǎn)大于為創(chuàng)造實(shí)現(xiàn)聚變的條件而消耗的能量�；旌隙阎灰缶圩儺a(chǎn)生的能量與消耗的能量差不多相等就可以了，因而它對(duì)聚變的要求比純聚變堆容易些。
目前的聚變技術(shù)，特別進(jìn)展得比較快的托卡馬克，雖然在個(gè)別孤立的指標(biāo)上達(dá)到或接近于為設(shè)計(jì)混合堆所要求的條件，但是從工程觀點(diǎn)來(lái)看，這些技術(shù)還遠(yuǎn)沒(méi)有成熟。建造聚變－裂變混合堆的首要條件，是需要有一個(gè)聚變反應(yīng)室作為堆芯，它能連續(xù)而穩(wěn)定地提供大量廉價(jià)的中子。即使不能連續(xù)和穩(wěn)定地運(yùn)行，至少也應(yīng)能按照需要周期地運(yùn)行。而目前的聚變裝置，都耗資巨大，雖然有可能在短暫的時(shí)間里提供相當(dāng)數(shù)量的中子，卻不能連續(xù)和穩(wěn)定，或按照需要周期地運(yùn)行。專家們估計(jì)，不經(jīng)過(guò)30～40年的努力，要建造一個(gè)穩(wěn)定、廉價(jià)的聚變中子源是不可能的。
對(duì)于以磁約束實(shí)現(xiàn)聚變的混合堆，從聚變區(qū)逸出的離子和中子，會(huì)使聚變反應(yīng)室壁受到嚴(yán)重的輻照損傷。反應(yīng)室壁受到轟擊后濺射出來(lái)的雜質(zhì)，進(jìn)入等離子體后又會(huì)使聚變區(qū)溫度降低而熄火；對(duì)于慣性約束，反應(yīng)室壁受到的γ射線及離子射線的轟擊也很嚴(yán)重。因此研究聚變區(qū)內(nèi)約束等離子和實(shí)現(xiàn)聚變的條件，研究等離子體與聚變反應(yīng)室壁的相互作用，是研制混合堆要解決的問(wèn)題。
 混合堆概念的提出
混合堆的難題
|
