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钍核为什么没有被广泛应用? 第1页

  

user avatar   wang-hao-96-21-15 网友的相关建议: 
      

从钍基核能技术来看:

天然钍中不含有易裂变物质,不像天然铀中含有易裂变的U-235,所以钍的核能利用必须依赖铀、钚作为驱动材料。

钍-铀循环过程中,钍在反应堆中受辐照产生U-233的同时,也伴随产生同位素U-232,其衰变子体Bi-212、Ta-208能释放强γ辐射。这种强γ辐射就给反应堆乏燃料的贮存、运输、后处理、最终处置和燃料的再加工带来困难,这将加大后处理和燃料元件再制造等的放射性防护难度,从而增加生产成本。(不过这种放射性对于核不扩散是有利的)

在钍基乏燃料后处理过程的首端,由于ThO2化学性质非常稳定,必须在HNO3中引入少量HF后才能溶解乏燃料,这会加剧对设备和管线的腐蚀。

对于钍基乏燃料的后处理,迄今只有上世纪50年代美国开发的一个不太成熟的THOREX 流程,且只有少数国家开展过该流程的实验或中试规模研发,取得的研究数据和经验甚少,离商业应用尚有相当距离。

============技术之外============

在课上老师介绍各种类型反应堆的时候提到过一个观点:一种类型的反应堆不只是一个反应堆自身,它代表着背后一整套的核工业系统,这套工业系统没成长发展起来,这种类型的反应堆就很难普及发展,而影响整个核工业系统发展的因素就非常多了(其中历史、政治因素很关键)。

如题主所说的当初美国由于冷战因素,出于研制核武器的需要,冷落了钍基核能,而大力开发铀基核能,这就给了铀基核能系统成长的空间和机会。从矿产开采、提炼、浓缩,到反应堆设计,以及后端的乏燃料处理等等配套的技术和设备都会发展起来。而一旦整个系统发展起来之后,再想替换就非常不容易了,除非钍基核能系统表现出非常明显的优势,而这在目前阶段显然不可能,况且快堆也在路上,从燃料经济性、系统安全性考虑,快堆优势似乎更加明显,那为什么还要发展钍呢。

世界上不是没有大力发展钍基核能系统的国家,印度就非常热衷于钍基核能系统。但印度除了有非常多的钍资源外,另一个因素就是印度没有加入《核不扩散条约》,并且自己搞核武器,国际上对印度铀资源贸易是有限制的。

再扯远一点,加拿大之所以发展重水堆而不是常见的轻水堆,很重要的一个因素就是铀浓缩技术(核武制造的关键技术之一)。重水堆不需要铀浓缩的核燃料,直接利用天然铀就能达到临界。这些大概都能从侧面印证影响反应堆发展因素的多样性和复杂性。

一点不成熟的小想法,仅供参考。




  

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