主题：聚变PK裂变 -- tojinge
家园 安全？！ 核电要综合考虑经济性和安全性。安全是最重要的。
超临界堆会导致对反应堆的结构体系要求更高，从而带来更多的隐患。
毛子的增殖反应堆是钠冷堆，安全问题多多。
重水和水的中子性差异很大，反应堆得重新设计。中国也买了加拿大的重水堆。成本很高。
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家园 熔盐堆——梦幻堆 鉴于河内很多高手，确实有点不敢往下写了。但是高手们不屑于写文章，只能我继续瞎扯了。
反应堆最根本的还是传热的工质，是用水呢，还是氦气，还是液态钠。反应堆对工质要求很高。因为工质不仅仅起到传热的作用，往往还是参与反应的物质。比如咱们最常见的压水堆，水不仅仅是传热发电，而且还起到慢化作用，将快中子慢化下来，让其参与链式反应，才能让U235核裂变继续下去，当然这是热中子反应了。如果是钠冷的增值堆里，就不能有水这样的中子慢化剂。归根到底是不同的核裂变物质对吸收中子的条件不同。
还有一种曾经被实验过，认可过，又被抛弃的，然后又被捡起来，就是熔盐（氦气也是这样：））。熔盐，顾名思义，就是熔化的盐类。反应堆里用的都是氟化物，比如氟化钠。熔盐堆有个特点是，它不仅仅是传热工质，而且还把参与核裂变材料给溶解在熔化的盐里。当然也可以不溶解在里面，那会带来一些其他麻烦。
熔盐堆是一系列堆型，它可以是热中子反应，比如烧U235和钍，也可以烧U238作增值堆。但是目前看来，就有吸引力的就是烧钍了。为什么呢？我也不知道，这得计算各种堆型的优缺点。
钍熔盐堆，这个清华早就搞过，当年清华的吕应中，就先看上的是钍熔盐堆，后来搞不下去了，才转向气冷堆。
钍是一个好东西，如果能利用起来的，估计这个世界几百年的能源不用愁了。
为什么不用压水堆烧钍呢？这和钍的反应特性有关系，钍在参与核反应的过程，会产生大量的Y射线，使得一旦开始反应，人就得躲着老远，比起U235厉害多了。如果日本福岛烧的是钍的话，那么结局是不可设想的，想组织敢死队都是不可能的。
这是其一，另外一个特点是，钍在中子的作用下转化成可以继续链式反应的U233，周期有点长。要继续反应的话，就必须对核反应的乏燃料进行重新提取。大家想想，乏燃料本来就难于处理，成本高昂，钍的产物还有大量的Y射线，让人无法接近，简直就是无法完成的任务。
最有一个特点是钍裂变过程的缓发中子比例比U235低多了，反应堆控制起来难度也高多了。
熔盐堆就被核先贤们拿来应对钍裂变了。熔盐堆是反应物质溶解在液体里，易于控制。流动的东西总比固体更容易在无人的情况下输送来输送去的。
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家园 钍资源比铀丰富，特别是中、印等国 熔盐堆是一系列堆型，它可以是热中子反应，比如烧U235和钍，也可以烧U238作增值堆。但是目前看来，就有吸引力的就是烧钍了。为什么呢？我也不知道，这得计算各种堆型的优缺点。熔盐堆也可以烧铀235，当然也可以用于铀238增殖产生钚239
但是，能烧铀235的堆型多了，熔盐堆难度大，没必要用熔盐堆了
生产钚239是危险的，钚239是很好的核炸药啊，核扩散的阴云太浓了
别的堆型也可以烧钍，熔盐堆是最适合而不是唯一
钍其实不是直接燃烧，和铀238一样，是靠烧铀235多出来的中子增殖生产核燃料，不过不是大家都担心的钚239，而是铀233
铀233和铀235一样，可以烧
理论上，铀233和铀235、钚239一样也可以造核弹
但钍232在吸收1个中子产生钍233后的伽马放射性比铀238在吸收1个中子产生铀239后的伽马放射性强很多，造成反应堆构建的要求高、寿命短，辐射屏蔽要求高
而且，作为放射性标示，很容易被发现
烧钍的优越性在于钍资源，就全球分布而言，铀在地壳内含量是百万分之二，即2ppm。而钍的含量大约是铀的2-3倍，在中国大约是6倍以上。
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家园 比尔盖茨也搞钍基熔盐堆了 http://www.the-weinberg-foundation.org/2013/07/23/bill-gates-nuclear-company-explores-molten-salt-reactors-thorium/
今天的报道。
家园 盖茨还是很有理想的 偶像呀
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家园 伽玛射线的来源是铀232的衰变子体 钍232不能裂变，需要吸收中子转化为钍233，经两次β衰变后变为易裂变的铀233，但铀233的（n，2n）反应会生成铀232，铀232的衰变过程的某些产物（比如铊208，释放的2.6MeV的高能伽玛射线）具有极高能量的伽玛射线，穿透性强难以防护，所以传统意义的后处理和元件再制造严重依赖于远程操作（由于辐射对电子设备的破坏性，核工业的远程操作成本高的很），熔盐堆的优势就是在线后处理，直接把铀从熔盐体系中萃取出来。
补充一下：核裂变过程本身就是强辐射的，αβγ中子全有，核反应开始没有谁会暴露在堆芯的核辐射下面找死，除了切尔诺贝利的“生物机器人”们。乏燃料都是在水池的屏蔽下进行装卸，冷却若干年之后才会拖到热室处理。
但是还有一个问题就是镤233（钍233第一次β衰变产物）半衰期长达27天多，需要把它也分离出来，保证堆芯中子性能和更好的燃料经济性——这个比铀要难，铀只要把四氟化铀转化为六氟化铀就可以很容易分离，镤的氟化物只能用熔融的铋来萃取。
另外熔盐体系主要是锂、铍、铀、钍的氟化物，用钠的比较少（钠中子性能差，锂铍可以当慢化剂还可以作为中子来源），但是锂铍很贵。
从减少放射性废物的角度来说，熔盐堆很有优势，可以把裂变产物和锕系废物留在熔盐中——不过中子经济性可能会有所损失。
熔盐堆的慢化剂选择熔盐本身和石墨，麻烦就是热交换器，所有非水冷堆的问题都类似，发电的工质如果用水，热交换器的可靠性就是灾难所在（水进入一回路是大麻烦，无论是气冷、钠冷还是熔盐），再增加一回路又意味着成本上升。
钍铀循环体系的优点是可以在热中子谱实现核燃料增殖或者核燃料自持（转化=消耗），不需要铀-钚循环麻烦的快堆设计（在快中子堆中，铀238具有比钍更高的增殖比）。所以在现有反应堆中使用钍的诱惑比全新开发一款堆型更大，ACEL的CANDU有这方面的趋势，某些压水堆（毛子的VVER）也在谋求使用钍减少铀资源消耗。主要麻烦就是后处理体系，除了铀232子体的γ辐射带来的问题外，还有钍氧化物化学稳定性太好的问题——这对一次通过循环是好事，对后处理就是麻烦了。另外一个次要一点的则是堆芯和燃料元件设计——钍必须在反应堆烧更长的时间以达到更高的燃耗才是经济的——这意味着高的铀233转化利用率，而启动核燃料转化的低浓铀元件的燃耗要低得多。
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家园 钍基熔盐堆与熔盐堆 钍基熔盐堆项目已经正式立项了，但名称是：国家战略先导项目。它的意思很明白，是国家长期能源战略的先导性研究。
目标：5-7年完成原型试验堆，15年内100MW试验堆。至于商业化堆，目前估算要到50年后。
烧钍并非需要用熔盐堆，但这两者的结合优点特别突出。
熔盐并非只能用于钍堆，铀堆也一样能用。
反应堆的核心问题就是能量转换，把燃料尽可能地燃烧干净，把燃烧产生的热能尽可能地利用起来。实现后者的一个方法就是提高出口工质的温度。目前的水堆只能到大约370度/220大气压，
高温堆、超高温堆是一个发展方向。
6种第4代堆4个是快堆，4.5个是燃料多次循环，6个都是高温堆。
熔盐用于高温堆，被称之为先进高温堆，比氦气高温堆有工质温度稳定性好的优点。
高温堆除了用于发电提高发电效率外，还可以用做工艺热，如化学制氢等，可以用于煤裂解加氢制成乙二醇，把CO2加氢制成可燃烧的甲醇等等，形成所谓新能源产业链。
所以，烧铀而且是固态铀的熔盐堆可能会在10-15年实现。