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鉛鉍合金核反應堆的優點

鉛鉍合金核反應堆的優點

1、中子能譜比鈉冷快堆更硬

2、鉛鉍合金化學性質較穩定,不跟鈉一樣與空氣劇烈反應燃燒

3、鉛鉍冷卻劑僅靠自然循環的冷卻能力也很強。

缺點:

1、鉛鉍合金密度太大,太重,控制棒上面插進去甚至有可能浮出來。

2、鉛鉍合金對材料侵蝕能力很強。對結構材料抗蝕性能要求高,目前沒有完全解決。

3、鉍元素儲量太tm少了,不夠全球造幾個堆的。。。。所以鉛鉍只是個過渡,大規模應用只能是鉛冷。

核能系統堆型中,鉛鉍冷卻快堆的優缺點各是什麼

先說鉛鉍冷卻快堆的優點:

採用鉛基材料(鉛、鉛鉍或鉛鋰合金等)作爲反應堆冷卻劑,能使反應堆的物理特性和安全執行具有三大顯著優勢:

第一,中子經濟性優良,發展可持續性好。因此鉛基反應堆可設計成較硬的中子能譜而獲得優良的中子經濟性,可利用更多富餘中子實現核廢料嬗變和核燃料增殖等多種功能,也可設計成長壽命堆芯,不僅能提高資源利用率和經濟性,也有利於預防核擴散。

第二,熱工特性優良,化學穩定性高,安全性好。鉛基材料具有高熱導率、低熔點、高沸點等特性,使反應堆可在常壓下執行,同時實現高的功率密度。鉛基材料的高密度也使得反應堆在嚴重事故下不易發生再臨界較高的熱膨脹率和較低的運動粘度係數確保反應堆有足夠的自然循環能力鉛基材料的化學性質不活潑,幾乎不與水和空氣反應,無劇烈化學反應,也幾乎消除了氫氣產生的可能鉛基材料還與易揮發放射性核素碘和銫形成化合物,可降低反應堆放射性源項。

第三,技術成熟,應用潛力廣。鉛基反應堆已經具有近百堆年的執行經驗,技術較爲成熟鉛基反應堆不僅能夠應用於臨界核能系統,也是次臨界核能系統的主選堆型,特別是在ADS系統中,鉛作爲最常用的散裂靶材料,能與ADS系統實現很好的耦合由於堆芯的高功率密度等特性,鉛基反應堆可實現小型緊湊化,易於在海島、海洋動力等不同環境中應用。

透過和目前常用的反應堆冷卻劑對比,可以更直觀地體現鉛基材料作爲冷卻劑的優勢:

鉛與水相比,具有中子吸收截面小、沸點高、熱導率高等特點。鉛的吸收截面比水小,慢化能力更是遠小於水,所以鉛一般用作快堆的冷卻劑鉛的沸點高,可以消除由於冷卻劑沸騰導致的堆芯裸露問題,有效降低發生堆芯熔化事故的可能性同時還可以將反應堆設計成常壓系統,避免高壓系統帶來的安全性和複雜性問題鉛的導熱率高,可以有效提高反應堆的熱傳輸效率,可以使熱傳輸系統和換熱器設計得更加緊湊,提高反應堆的安全性。

鉛和鈉相比,化學活性低,沸點更高,熱膨脹性能更好。鉛與水和空氣不發生劇烈反應,不會像鈉冷快堆那樣發生鈉火事故鉛的沸點高,也避免了像鈉冷快堆那樣引入正的空泡反應鉛的熱膨脹性能好,一回路自然循環能力強,具有更好的非能動安全特性。

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