主题：聚变PK裂变 -- tojinge

或者固态燃料的熔盐堆

在一回路一般用LiF/BeF2体系

造在100米深处，自燃，不可控

烧完了怎么处理？

没有

就埋100米深的地下

不是坑爹，是断子绝孙呢

高温气冷堆可以搞

但决不能搞石墨球床堆

石墨球床堆把宝贵的核燃料掺上石墨，用SiC包裹起来，破坏温度极高，号称安全性极好。而且无法进行任何后处理，没有核扩散的危险。

可一般反应堆的燃烧深度也就3-5%，球床堆号称能够达到10%。

但另外的90%呢？

使用一般的固体燃料，虽然燃烧深度可能只有3%，但可以后处理，就算现在不能处理，还可以埋起来让子孙们来处理利用。

而球床堆，虽然提高了5%的燃烧深度，却把90%的燃料浪费了，得不偿失。

至于核扩散，谁需要？谁害怕？我们可得看清楚了。

如果机器人技术比较成熟的，石墨球的回收是很容易的事情。

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。

至少从核纯钍的生产成本上来讲，不会比铀便宜。

而且如果愿意承受更高的天然铀价格，铀资源是接近无限的，海水提铀的工业化成本并非高不可攀——核电价格对燃料价格的敏感度很低。

就安全的长寿命核废物处置方式而言，ADS概念是更好的选择，由于中子谱很硬的原因，他对锕系废物和长寿命裂变废物的嬗变率要高得多。

提到安全，水冷堆实际上是最容易实现本质安全的反应堆——像游泳池堆那样把堆芯埋在足够多的水里就可以了。麻烦是在安全和经济性上的取舍，而且就安全来讲，“如果一款号称本质安全的反应堆也发生事故了对公众的核信心是灾难”（温伯格那家伙说的）——对于熔盐堆这并非不可能，虽然大多数放射性存在在熔盐中，但是一旦放射性边界出现破碎，放射性碘和惰性气体还是可能释放到环境中的——哪怕量不大。

而且水是人类最容易获得也是研究得最透彻的工质。水冷堆芯和相关的燃料元件、包括铀钚燃料循环体系进行的研究是非常详细的，这也是水堆一直是商业堆的主流所在。

高温气冷堆的麻烦在于工质，氦气昂贵易泄漏，对金属结构有破坏（氦脆），即使使用氦气透平（这是为联合循环准备的），也存在检修和维护上的困难。而维护量小一些的球床气冷堆功率密度低，也限制了堆芯尺寸，中子经济性差的多。

四代堆里面也有水堆，超临界水堆，可以快谱可以热谱，可以烧铀也可以烧钍，从堆芯到发电机，从元件制造到后处理闭式循环，技术几乎一脉相承。

铀资源储量无需太担心，核电对铀价格不敏感，而铀价格上升数倍之后资源数量几乎是无限的（海水和磷矿里的低品位铀）。核电的主要限制不是资源，而是公众的信心。

石墨球里，石墨微粒和燃料（燃烧后带有很多放射性元素）微粒混合在一起，很难处理

而使用金属燃料棒，处理要简单的多

为啥使用的难以后处理的方式封装燃料呢？

一个高温下不破裂的安全理由就够了？

“至少从核纯钍的生产成本上来讲，不会比铀便宜”，钍的价格是和黄饼比的？有没有把铀按照U235的含量进行折算？

比如含量为5%的铀价格为100美元，折算成U235就是2000美元。

“而且如果愿意承受更高的天然铀价格，铀资源是接近无限的，海水提铀的工业化成本并非高不可攀——核电价格对燃料价格的敏感度很低。”

铀矿的缺乏实实在在地制约了中国核电的发展。即使目前的核电规划，也是咬着头皮硬规划的。这也是因为没有一个全球的统一的核燃料市场，政治因素影响太多，说白了，就是人家有，但是不卖给你。至于还是海水提炼铀，目前还是一个童话，日本人搞得算是比较先进了，但是从海水中提炼的铀累计超过1公斤了么？

建设核电站时，就要先把该核电一生要用到的铀都备齐，不能到时等米下锅。

“就安全的长寿命核废物处置方式而言，ADS概念是更好的选择，由于中子谱很硬的原因，他对锕系废物和长寿命裂变废物的嬗变率要高得多。”

ADS的成本？！

“提到安全，水冷堆实际上是最容易实现本质安全的反应堆——像游泳池堆那样把堆芯埋在足够多的水里就可以了。麻烦是在安全和经济性上的取舍，而且就安全来讲，“如果一款号称本质安全的反应堆也发生事故了对公众的核信心是灾难”（温伯格那家伙说的）——对于熔盐堆这并非不可能，虽然大多数放射性存在在熔盐中，但是一旦放射性边界出现破碎，放射性碘和惰性气体还是可能释放到环境中的——哪怕量不大。”

说得没错。只要发展核裂变，就会有危害，但是危害还是有大小之间的区别。实际上核聚变要严格的讲，一样有危害。貌似每次小泄漏都会引发公众的信心。但是为什么公众会这么不信任核电呢？还不是三里岛、切尔诺贝利、福岛这些大的事故导致的么？如果没有这些大事故的爆发，给人类带来巨大的灾难。老百姓还对那些小事故追着不放么？

二代堆、二代半、Na堆，还有所谓的超临界堆、都具备发生这些大事故的潜力。如果核电工程师没有意识到公众担心问题的根本原因所在，那么核电将前途渺茫。

核电最关键的就是安全性，在核电旁边再放一个化工厂。万一化工厂爆炸，泄露等事故怎么办？

高温气冷堆的主要特点就是安全呀。不会出现福岛这种事情。

就落伍、拿不到经费啦

别担心化学爆炸能伤害核岛部分，隔了好几层呢

气冷堆的安全目前是靠降低堆芯功率密度来实现的，而核电的一个发展趋势就是高功率密度，为啥？经济效益好呗。

而且气体热容低、导热性能差，气冷堆的温度均匀性不好，成为新的不安全因素。

核岛的人要不要撤离？

不撤离就得冒着各种化学毒气工作。

撤离？核岛就会变成福岛。

经济效益还真不见得。核电建设大头就是安全配套，提高安全，成本就上去了。

二代堆现在是每千瓦10000块左右的成本

三代堆AP1000，每千瓦16000-18000块。

高温气冷堆目前是每千瓦15000块。

你说，谁成本高？

也许未来会有更好的反应堆，但是目前的技术水平就是这样。