快中子反应堆ppt课件.ppt

《快中子反应堆ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、快中子反应堆（快堆）什么是快堆？？快堆，是“快中子反应堆”的简称。其形成的核燃料闭合式循环，可使铀资源利用率提高至60%以上，也可使核废料产生量得到最大程度的降低，实现放射性废物最小化。国际社会普遍认为，发展和推广快堆，可以从根本上解决世界能源的可持续发展和绿色发展问题。在天然铀中，仅有0.714%的铀同位素——铀－235，能够在热中子的作用下发生裂变反应，而占天然铀绝大部分的铀同素——铀－238却不能在热中子的作用下发生裂变反应。但铀－238在吸收中子后，经过几次核衰变，可以变成另一种可裂变的核材料钚－239。在

2、热中子反应堆中，产生的钚－239的数量不足以抵偿消耗的铀－235。只有利用快中子来维持链式反应，使新产生的可裂变材料多于消耗的裂变材料。这种主要由快中子来引起裂变链式反应的反应堆，叫做快中子反应堆（简称快堆）。快堆的原理快堆的原理快堆中常用的核燃料是钚—239，而钚—239发生裂变时放出来的快中子会被装在反应区周围的铀－238吸收，又变成钚—239。这就是说，在堆中一边消耗钚—239，又一边使铀－238转变成新的钚—239，而是新生的钚—239比消耗掉的还多，从而使堆中核燃料变多。反应开始循环持续下去。此过程包括钚

3、—239-----------释放快中子，转变为U235----------快中子击中铀－238-------铀－238转变为钚—239--------钚—239继续放出快中子参与反应基本就是这个原理快中子铀235铀238钚239钠冷快堆的特点冷却剂：早期用汞，钠钾合金现一致采用液态钠-运行温度高：550°C（高效发电）-运行压力低：<0.5MPa（避免失压、失冷）-冷却剂热容大：抗热冲击-流动性好：利于自然循环被动载热钠冷快堆的特点燃料包壳与冷却剂间温差小与堆内材料相容性好（堆芯材料用奥氏体不锈钢）与各种燃料相容

4、性好缺点在中子辐照下有活性化学性质活泼，与氧、水有激烈反应必须装二回路不透明性温度低于100°C（97.8°C)将冷冻钠冷快堆的特点裂变材料：钚－239，铀－235转换材料：铀－238中子类型：快中子（0.08MeV）慢化剂：无堆结构：回路式（16/21)，池式(5/21)三回路传热：钠－钠－水/蒸汽钠冷快堆的特点战略意义:铀资源充分利用PWR+FBR匹配发展，实现封闭燃料循环中国计划：-先发展PWR，积存工业钚。-2025年建快堆，-2050年PWR＋FBR616GW池式及回路式钠冷快堆快堆的优势(1)、快堆不仅

5、把铀资源的有效利用率增大数十倍，而且也将铀资源本身扩大几百倍以上。因为，一旦大量使用快堆，目前认为开采价值不大的铀矿便具有开采价值。这样，快堆的利用就可能为人类提供极其丰富的能源。快堆的优势(2)、快堆核电站是热中子堆核电站最好的继续。核工业的发展堆积了大量的贫铀（含铀－235很少的铀－238），快堆消耗的正是贫铀。用贫铀来发电，同时还增殖燃料，实在是一举多得的好事。热中子堆核电站发展到一定水平时，及时地引入快堆核电站，利用快堆来增殖核燃料，这是一个很必然的发展计划。快堆的优势(3)、快堆核电站具有良好的经济前景。

6、因为它具有增殖核燃料的突出优点，所以发电成本在燃料价格上涨的情况下，仍能保持较低的水乎。据估计，石油价格上涨100%，油电站发电成本增加60%；天然铀价格上涨100%，轻水堆核电站发电成本增加5%，而快堆的发电成本只增加0.25%。快堆的难处（1）在快堆中，由于快中子与核燃料中的原子核相互作用引起裂变的可能性要比热中子小得多，为了使链式反应能继续进行下去，所用核燃料的浓度（一般为12～30%）要比热中子堆的高，装料量也大得多。快堆的难处（2）快堆活性区单位体积所含核燃料比热中子堆大得多，它的功率密度比热中子堆大几倍

7、，一般每升为400千瓦左右。这样高的功率密度，要把热量从堆内取出加以应用，这在技术上是比较复杂的。快堆的难处3）快堆不能用水作冷却剂，而普遍采用液态金属钠把热量带出来。此外，快堆用的燃料元件的加工制造要比热中子堆复杂得多和困难得多，随之而来的制造费用高昂。快堆的难处（4）同时,快堆的控制就是控制中子的作用，由于快堆内快中子寿命短，钚的缓发中子份额小，这就使得问题复杂多了。并且，对反应堆的操作系统保护的要求也很严格。几个典型钠冷快堆1、PFR－池式钠冷快堆PFR（UK）flowsheet4x8MWt2、前苏联回路式钠

8、冷快堆3、凤凰堆（Phenix）－法国池式钠冷快堆1973建成,位于马尔库尔核研究中心，是法国研究长寿命核废物管理的重要设施250MWe.3回路（3SG模块）运行业绩不错对燃料辐照、钚、錒系长放射性嬗变试验。1999年开始全面检修凤凰堆2003年6月重新启动4、超凤凰堆（Phenix）－法国池式钠冷快堆1997年法国政府宣布将关闭位于法国里昂附近的欧洲“