原子學(xué)說的起源
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認(rèn)識原子及核能
二戰(zhàn)期間核動態(tài)
核武器來勢洶洶
核能的有效利用
核危害與核廢料
中國核工業(yè)發(fā)展
巧妙應(yīng)用放射性

 

 

   核能> 核能的有效利用

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核能存在的問題

  目前核能利用存在的主要問題有:

 。1)資源利用率低。工業(yè)應(yīng)用的是熱中子反應(yīng)堆核電站,雖其發(fā)電成本低于煤電,但它以鈾-235為燃料,天然鈾中占99.3%的鈾-238無法利用。

應(yīng)正視放射性的危害  (2)燃燒后的乏燃料中除鈾-235及钚-239外,剩余的高放射性廢液含大量“少數(shù)錒系核素”(MA)及“裂變產(chǎn)物核素”(FP),其中有一些半衰期長達(dá)百萬年以上,成為危害生物圈的潛在因素,其最終處理技術(shù)尚未完全解決。

 。3)反應(yīng)堆是臨界系數(shù)大于l的無外源自持系統(tǒng),其安全問題尚需不斷監(jiān)控及改進(jìn)。

 。4)核不擴(kuò)散要求的約束,即核電站反應(yīng)堆中生成的钚-239受控制。

  這4個(gè)問題中,以前兩者更具實(shí)際意義。

  利用快中子增殖堆可以使天然鈾中的鈾-238轉(zhuǎn)化為钚-239,成為裂變?nèi)剂。用钚?39或鈾-235裝料啟動運(yùn)行數(shù)十年后,此系統(tǒng)可以靠鈾-238達(dá)到“自持”,鈾資源利用率可提高60~70倍。這雖然有利于資源的利用,但另3個(gè)問題則面臨更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。而且快中子增殖堆的初始裝料要以從熱中子反應(yīng)堆乏燃料中提取的大量工業(yè)钚庫存為依托,如熱堆電站未發(fā)展到相當(dāng)?shù)难b機(jī)容量,快堆是不可能具工業(yè)應(yīng)用規(guī)模的,而此時(shí)高放射性廢液的庫存已極大。對高放射性廢液的處置方法,目前是將其固化,經(jīng)包裝后埋入穩(wěn)定的巖層中。這種“后處理一固化一深埋”的處置方式雖然可行,但從長遠(yuǎn)看它未解決泄入生物圈的問題。

  因此,理想的核系統(tǒng)應(yīng)是以天然鈾(或貧化鈾)作為反應(yīng)堆的基本裝料,并使它所產(chǎn)生的放射性廢物在系統(tǒng)中被嬗變?yōu)槎虊勖ò胨テ跒閹资辏┗蚍(wěn)定的核素。使系統(tǒng)輸出的廢料是短壽命低放射性廢物。這就是目前世界核科技界大力研究的充分利用鈾資源且放射性“潔凈”的核能系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的物理及放射化學(xué)基礎(chǔ)在于:

 。1)利用中子核反應(yīng)使不可裂變的核轉(zhuǎn)化為可裂變核,并在系統(tǒng)中形成一個(gè)穩(wěn)定的可裂變核供應(yīng)儲備。

  (2)利用化學(xué)分離流程,提取高放射性廢液中的MA及FP,回送到系統(tǒng)中,在一定條件下,MA成為附加的能量供應(yīng)資源,而FP則吸收中子而嬗變成為穩(wěn)定核或短壽命核,即所謂的分離-嬗變(P—T)法。

道路曲折,目標(biāo)明確  “潔凈”核能

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