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kuang.ye6月前
「中国核能科技-钍铀燃料转换」什么叫核电站?传统的认识就是核电站燃料为铀浓缩,它分为轻水堆和重水堆两种,而轻水堆为世界主流性核电站其铀为一235丰度约为3-5 %,它是由铀通过离心分离技术从天然铀中提纯、以满足核反堆自持链式反应的需求,中国核反应堆的铀矿原料主要来自湖南与广东,但更多的是要依赖从俄罗斯,纳米比亚,哈萨克斯坦,以及与澳大利亚联合开采大规模进口。而该原料常因国际价格剧烈变动,和世界地缘政治局势影响及不稳定。同时核反应堆还具有一定的危险性,这主要有堆芯熔毁事故,与地震自然灾害向俄罗斯与日本,还有放射性物质与尘埃热污染,这也是我们常常看到核电站周边经常都要定时检查核放射物质参数的原故。目前我国中科院宣布在位于甘肃民勤地区的钍基熔盐堆开始替代铀核反应堆,这是全球首座唯一在正式试运行的熔盐反应堆,也是我国不在沿海而在内陆戈壁滩上的核反应堆,它在安全性能源效率上实现了跨越式升级,也破解了我国 核燃料长期 依赖进口的困局。那么什么又叫着钍铀转换:它是利用核反应堆技术原理将钍元素转化为高效裂变燃料铀-233的过程,其原理就是通过中子轰击钍原子核使其发生裂变反应从而生成高效裂变燃料铀-233,将钍资源转化为可替代铀的核燃料,而更主要的是这种资源来源的自主性,我国钍矿储量资源丰富且多数为稀土开采下的伴生副产品,实现了家有矿能源不愁的局面以减少对它囯的依赖,同时也解决了稀土开采的增值问题,这次我国自主研发全球唯一在运行并实现钍燃料入堆的熔盐堆这标志着我国在第四代核能技术领域上世界领地位。
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如何处理核废料? 核能是一种低碳、高效的能源,在全球能源供应中扮演着重要的角色。但核裂变反应会产生很多带有放射性的核废料,这些废料该如何处理呢? 地球上有一种潜力巨大的核能资源——钍,以及更安全、燃料利用效率更高的新型熔盐反应堆。 但目前,全球商业核电仍主要依赖传统核反应堆。这些反应堆通常每12~18个月就需要整体停堆换料,清理出大量核废料。 核废料含有放射性,会对细胞的分裂和生长造成不良影响,甚至杀死细胞。研究表明,长年接触放射性污染的人,患癌症、失明、生长迟缓等病症的风险会显著增加。 按放射性水平和产热程度,核废料可分为高放、中放和低放三类。 低放废料,如受污染的衣物、工具等,放射性较低,经压缩、固化后,在近地表设施中处置,隔离数百年。 中放废料,如部分反应堆的内部构件,化学处理产生的污泥等,放射性较高,通常深埋在地下数十至数百米的专用设施中。 高放废料主要是乏燃料,也就是使用过的核燃料。它占核废料总体积的不到3%,却包含了99%以上的放射性。因此核废料处理的核心难题,就是如何安全处置高放废料。 乏燃料在从反应堆中换下后,仍会释放大量热量,需要先冷却。这一步通常在反应堆附近的储存池中进行,这些池子充满水,不仅可以带走热量,还能屏蔽辐射。这个阶段一般持续几年,直到乏燃料温度降低到安全水平。 冷却后,乏燃料就可以转移到干存储设施中。干存储设施通常由金属或混凝土制成,既能隔离辐射,也能散热。这些容器被安放在核电站厂区或专门建造的核废料储存区,可安全贮存数十年甚至上百年。在美国、德国等国家,大量乏燃料都处于这种长期的“临时”储存状态。 一些国家可能会对乏燃料进行再处理,回收其中尚未完全利用的铀和钚。但这一过程同样会产生高放废料,且技术要求高、成本大,不是所有国家都能做到。 对于不能再利用的乏燃料,目前公认的长期处置方案是深地质存储。乏燃料经过冷却和必要的处理后,将被转移到地下几百米甚至几千米的稳定岩层中,利用地质屏障隔离放射性,防止泄漏到地表。 此外,科学家还在研究一些处理乏燃料的新技术,例如通过快中子反应堆或堆外中子辐射将某些放射性同位素转化为更稳定的物质,或让其衰变成放射性较低的同位素。这些技术仍然处于实验阶段,尚未广泛应用。#核废料 #乏燃料
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