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主题：关于核电行业，有几个知识点想请教一下 -- yg1993
家园 关于核电行业，有几个知识点想请教一下 1.咱们国家的铀矿储量好像一直不太够，但是这里面有个难点，就是天然铀里面绝大部分都是铀238，可以直接拿来做核燃料的铀235含量只有百分之零点几。可是铀238经过中子照射可以转化成剧毒物质钚239，现在五大国的核武器一般都是拿铀235和钚239作为基础原料。
但是核电站一般还是用铀235，问题就来了，钚239能直接拿来做成燃料棒给压水堆核电站当燃料吗？毕竟这玩意有剧毒，加工什么的都只能在一个完全密闭的空间内进行。
2.如果第一点成立的话，铀238如果想大批量的转化成钚239，这个搞成商业化行不行？现在是拿快中子反应堆来干这个，但是这个有先天缺陷，就是能量太高，一般的轻水根本带不出来这么高的能量，只能用液态金属钠，安全性太差了。
如果是拿专门生产钚的核反应堆干这个，能不能搞成经济型，安全性都比较好的模式？
3.清华王大中搞的那个高温气冷堆，去年底拿了国家科技最高奖，应该是含金量很高的。这个应该是咱们捡了个大便宜，王大中80年代初去德国做访问学者搞的就是这块，可是德国人脑残，把核电愣是给砍了，全部资料都白送了。
高温气冷堆在国内有多大发展空间？另外还是原料来源问题，现在的气冷堆还是拿铀235当燃料，这个以后能不能用别的比如钍和钚代替？
现在说的核电宝，它的堆型是不是就是气冷堆？
家园 回复 1. 钚239不能用于压水堆。
压水堆用的是热中子（能量约0.025电子福特，相当于中子处于室温的能量，所以叫热中子或慢中子）铀238吸收热中子变成钚239的几率也很低。因此普通压水堆生产出的钚239总比消耗的铀235少，没有增值效果。钚239能用在压水堆，但生产成本比铀235高。
重水堆里中水吸收中子几率小，因此天然铀（0.7%的铀235比例）也可做“燃料”，真正起裂变的还是铀235。轻水堆就得浓缩铀了。商业电站至少用铀235含量3.5%以上的浓缩铀。目前只有美帝较新核航母/核潜艇才用武器级的浓缩铀（90%以上），才能实现舰艇终生（比如50年）不换核燃料。
2. 钚239可以吸收快中子（能量约1M电子福特，差不多也是裂变产生中子的能量）进而裂变，并维持下去。快中子不能用水带出能量，不是因为能量密度太高，而是因为水是中子的强减速剂，高中物理可解释，粒子和质量相近的粒子弹性碰撞最容易失去能量，中子和水中的氢原子碰撞，很快就失能到热中子了。所以快中子堆要保持快中子，只能用钠。。。铀235也能用于快中子堆。铀238吸收快中子变钚239的几率比较高，低浓度铀235燃料棒在快堆中产生的钚239比消耗的铀235多，所以叫“增值反应堆”。
铀238要吸收5M电子福特能量以上的中子才有较大几率裂变。。。这个能量的中子不能由铀类重元素裂变产生。所以铀238不能用于纯裂变堆。聚变产生中子才有这级别能量，所以铀238可用作氢弹壳子，在聚变产生中子轰击下裂变，形成裂变-聚变-裂变三相弹，大大提高氢弹威力。。。前苏联沙皇巨型核弹都得是三相弹，才有那种威力。。。
3.其实快堆中国也是从德国拿到大量资料的。高温气冷堆因为气体携带能量能力相对低，天然体积会比较大，用高温堆（发电效率高）就是要补偿下体积大的略势，但高温下燃料球也有损害几率，现在用氦气成本也高，漏气可能大。。。综合性能未必多好。。。
英国早期核电站就是气冷堆（二氧化碳做工质），反应堆体积是压水堆的好几倍。
同样高温气冷堆用铀235做燃料比用钚239成本低多了。
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