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什么是核燃料循环

放大字体 缩小字体 发布日期:2011-10-20 15:20:52   来源:全球新能源网资讯  编辑:www.xny365.com/  浏览次数:973
核心提示: 什么是核燃料循环?核燃料循环指核燃料从开采、冶炼、加工、使用、处理、回收和再使用的全过程。以铀燃料循环为例,它包括以下各环节

       什么是核燃料循环?核燃料循环指核燃料从开采、冶炼、加工、使用、处理、回收和再使用的全过程。以铀燃料循环为例,它包括以下各环节:铀矿石从矿山运至水冶厂,经研磨末,然后经过一系列化学过程,分离出铀的化合物,最后浓缩成氧化物混合物,一般称它为黄饼。在加工厂和浓缩里进行第一道工序是对黄饼进行提纯,达到核纯要求。根据核反应堆需要,通过浓缩厂来牛产浓缩铀。再在核燃料元件加工厂制成燃料元件,最后装入核反应堆中“燃烧”。反应堆“燃烧”过的核燃料,通过后处理,将剩余的铀-235和新生的钚-239 分离开来,将怀-239 重新制成燃料元件,再放入反应堆中作燃料。后处理产生的放射性废物,经处理后最终处置。

       通常核能发电的反应炉里使用中子减速剂来减低中子的动能,以增加核分裂的机会。因此,比起核武器,核能发电时需要的核燃料里,只要有少数的可裂变物质就可以了。重水与石墨是非常有效的中子减速剂,所以重水反应炉里用重水或石墨,可以直接利用自然开采出来的铀当核燃料。轻水反应炉需要提炼浓缩过的核燃料,通常使用低浓缩铀,比例为3%可裂变的铀-235,加上97%不裂变的铀-238。也有发电厂使用7%可裂变的钚-239,加上93%不裂变的铀-238。这两个比率直接受铀-235的挖取加工、与钚-239的生产支配。

        铀-235与钚-239得来源不同。铀是从地底挖来的。开采出来的铀,不是二氧化铀,就是八氧化三铀。相反的,在自然界基本上是找不到钚,钚是要人工制造的。铀-235是很特殊的一种物质。自然界里能挖出来的可裂变物质,全世界只有铀-235。不过它的份量很少,只占自然铀开采量的千分之七。大部分的铀都是铀-238。所以这也是为什么发电厂用铀是铀-235少,而铀-238多。

核能发电时,核燃料慢慢在裂变,制造出越来越多的放射性废料,以致核燃料不能再继续使用。如使用3%铀-235 + 97%铀-238当燃料,通常废料是1%铀-235 + 95%铀-238 + 1%钚 + 3%其他放射性物质。这些好几万年都还危险的东西,造成每个国家很多的麻烦,要安全的处存它们是个很头痛的问题。
 
关键词: 核能发电 核燃料循环

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