核動力航母更換燃料原因_風聞
密集雨-反器材并非不可战胜,用暴风机甲血战到底2022-01-25 11:52
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- 螃蟹
- 是因為核燃料密度下降嗎?聽過一個説法是,核燃料就像電動車的鋰電池,並不是説徹底報廢才需要更換,而是使用過程中功率下降到一定程度就得換料了。
是的,一般的核反應堆基本都是這樣,核燃料在反應堆中發生核反應,會產生大量的乏燃料,乏燃料本身仍然是含有許多可裂變核素的。
例如通常難裂變的鈾238核素是核燃料中常見核素之一,一般來説也沒人指望這東西能在反應堆中裂變釋放能量。但是實際上鈾238是可以吸收中子的,吸收中子後的鈾238就變成了鈾239核素,而鈾239核素不穩定,可以連續發生兩次貝塔衰變,依次變成鎿239核素和鈈239核素。而這個鈈239核素也是可裂變核素之一。
類似道理,鈾238還可以吸收更多的中子,並衰變成鈈240、鈈241等可裂變核素。這些核素有些性質不穩定,會發生自發裂變並釋放能量。
所以不難看出,核燃料在反應堆中轉化而成的乏燃料,其中的核素種類很雜,既有未裂變的鈾235核素,也有未參加反應的鈾238核素,還有各式各樣的新生成的核素,如裂變產物核素和上文提到的輻照生成的可裂變核素。乏燃料中的這些核素的性質各不相同,因此其特性也難以等量齊觀,在當前技術條件下是不易作為核燃料直接利用的。必須送到乏燃料處理機構中進行分類處理才能發揮作用。
當然隨着技術進步,核反應堆的技術也在不斷進步,目前有很多科學家都在嘗試直接將乏燃料作為核燃料的技術。例如下一代核電技術中,蓋茨院士就提出過“行波堆”核電技術路線,並以他出錢、我國出人的方式與我國核電技術人員進行合作從而進行行波堆的技術研發。
行波堆的運行機制類似於行波管而得名,或者用更容易理解的話説就像根蠟燭。具體來説就是核燃料裝在一個長管型的反應容器內,核燃料的反應從長管的一端開始,形成一道行波,向另一端前進。行波的後方是基本裂變完畢的核廢料,而不是當前技術條件下裂變後含有大量可利用成分的乏燃料。核裂變行波運行到長管的另外一端後,全部核燃料耗盡,反應堆隨之報廢。一般預計行波堆由於能夠將核燃料全部裂變完畢,因此單個反應堆的使用壽命可達幾十年,而且基本不會造成核擴散風險。