混合堆的不同型
根據(jù)混合堆裂變包層工作方式的不同,可將混合堆分為快裂變型混合堆和抑制裂變型混合堆?炝炎冃突旌隙丫褪抢镁圩儺a(chǎn)生的高能快中子,在裂變包層產(chǎn)生一系列串級的核過程,大量生產(chǎn)钚-239或鈾-233核燃料。與此同時(shí),由于鈾-238、钚-239或鈾-233的大量裂變,也在裂變包層產(chǎn)生大量裂變熱。抑制裂變型混合堆,則是在包層中放入大量的鈹?shù)嚷牧希咕圩儺a(chǎn)生的高能快中子很快慢化為熱中子等能量低的中子。這些中子難以使鈾-238、釷-232裂變,主要是使它們變成钚239、鈾-233。通過頻繁的后處理,將钚-239、鈾-233及時(shí)提取出來,減少它們裂變的可能性。
快裂變型混合堆可以有效地生產(chǎn)核燃料,抑制裂變型混合堆不能有效地生產(chǎn)核燃料,而且過多地后處理使生產(chǎn)成本增加。但抑制裂變型混合堆由于裂變包層中裂變幾率少,裂變熱的產(chǎn)生也就大大減少,可以簡化包層內(nèi)裂變熱的導(dǎo)出問題。
混合堆的發(fā)展中,需結(jié)合具體的堆型,研究堆的啟動、控制、加料、能量的傳遞與轉(zhuǎn)換、放射性屏蔽及檢修等有關(guān)工程問題。托卡馬克雖然目前比其他聚變途徑成熟,但如果用托卡馬克建造混合堆,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不便進(jìn)行混合堆的總體布置,維修困難。如果不采用昂貴的清除雜質(zhì)的偏濾器,這種堆由于雜質(zhì)的積累,再加上磁場的不穩(wěn)定性,只能脈沖運(yùn)行。由于脈沖運(yùn)行,結(jié)構(gòu)材料要經(jīng)歷溫度循環(huán)和應(yīng)力循環(huán),而且冷卻劑回路,要能夠儲存脈沖時(shí)產(chǎn)生的能量,以保證功率相對穩(wěn)定的輸出。串級磁鏡混合堆,由于可以穩(wěn)態(tài)運(yùn)行,為實(shí)現(xiàn)聚變而消耗的能量的利用效率高,便于檢修和屏蔽,將可能是有前途的堆型。
混合堆的難題
道路曲折,目標(biāo)明確
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