科技日报■里程碑式重大进展!我国铅铋零功率反应堆首次实现临界

  目前全世界400多座核电站的主力堆型叫热堆 , 在热堆中 , 铀-235好比煤 , 铀-238好比废料煤矸石 。 遗憾的是 , 自然界中铀-235的蕴藏量仅占0.66% , 其余绝大部分是铀-238 , 占99.2% 。

  与热堆的核燃料利用方式不同 , 快堆中常用的核燃料是钚-239 , 钚-239发生裂变时放出来的快中子会被装在反应区周围的铀-238吸收 , 又变成钚-239 , 从而使堆中核燃料变多 , 反应开始循环持续下去 , 铀资源的利用率可提高到60%70% 。 这意味着相对较贫的铀矿有了开采的价值 。

  快堆的另一个突出特点是核废料越烧越少 。 热堆反应后的剩余物的放射性仍然很强 , 而这些核废料在快堆反应中经过回收再利用以后 , 可降低放射性物质的衰变期 , 从而大大减少核废物处置量 , 因此快堆被公认为第四代核电技术 。

  根据冷却剂的类型 , 快堆一般又可分为气冷快堆、钠冷快堆和铅/铅铋冷却快堆 。

  目前快堆中 , 之前大家比较了解的是钠冷快堆 , 中国工程院院士徐銤为之已经努力了半个多世纪 。


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  今天 , 我们要认识的是另外一种快堆铅铋冷却快堆 。

  铅铋快堆与钠冷快堆同属于液态金属冷却快堆 , 不同的是 , 前者采用铅铋共晶合金作为冷却剂 。

  采访人员12日从中核集团中国原子能科学研究院12日获悉 , 我国首座铅铋零功率反应堆启明星Ⅲ号在该院实现首次临界 , 并正式启动我国铅铋快堆堆芯核特性物理实验 。


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  启明星III号铅铋零功率反应堆控制室

  这被认为是我国在铅铋堆堆芯关键技术上取得里程碑式重大进展 。

  瞄准铅铋堆工程化重点难点问题

  铅铋反应堆及零功率实验项目总负责人杨红义告诉采访人员 , 零功率装置是运行功率极低(最高不超过100瓦)的反应堆 , 以此获取的零功率实验数据如同标尺一般 , 能够对关键核数据、堆芯物理设计方法、反应堆测量技术等的准确性和可靠性进行标定 。 任何一种新型核能系统的研发过程 , 首先都通过研制相应的零功率装置 , 开展实验积累原始数据 , 全面掌握堆芯核参数和堆芯物理特性 , 并以此为基础完善热工、力学、屏蔽等反应堆其他方面的设计 。


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