新型热中子反应堆
新型热中子反应堆是日本独自开发的新型原子锅炉。它的特点是所用原料可以是浓缩铀,也可以是钚,或者是钚与铀的混合燃料。日本核燃料资源非常贫乏,为了最有效地利用天然铀资源,就在未建成快中子增殖反应堆之前,建成了这种新型热中子反应堆。这个反应堆称为 “富源”号,现输出的电力为16.5千瓦。
新型热中子反应堆 “富源” 号,由日本动力炉与燃料开发事业团主持,集民间技术智慧之大成,在福井县郭贺市日本原子能发电公司郭贺开始运转,历时十年。
新型热中子反应堆,用重水 (重水在天然水中约含有1/6,500,比重为1.1)作减速剂,用轻水 (普通的水)作冷却剂。减速剂的作用是使核裂变时释放出的中子速度放慢; 中子的作用是使核裂变起连锁反应,而减慢中子的速度,连锁反应就容易发生。
按所用减速剂的不同,对反应堆进行分类,则新型热中子反应堆与加拿大的肯都反应堆同类,均为重水反应堆。“富源”号原子反应堆的中心有个蜂窝煤状的圆容器,叫作加热罐,作减速剂的重水就装在里面。在蜂窝煤孔眼里,装有加热管群,共有管子224根,管子里装有燃料棒。作冷却剂的轻水,由下向上流过燃料棒周围,吸收核裂变时放出的热量,部分水变成蒸气,推动涡轮旋转而发电。
目前,轻水反应堆 (轻水减速,轻水冷却反应堆) 尚占主流。但新型中子反应堆与轻水反应堆相比,具有许多优点,其原因就在于作减速剂的是重水。轻水容易吸收在核裂变中起重要媒介作用的中子,将中子吞蚀掉,而重水吸收中子很少,故能有效地利用中子。因此,使不燃烧 (不发生裂变) 的铀238变成可燃烧的钚239的能力,虽不及快中子增殖反应堆,但可以用微浓缩铀、钚、甚至铀钚的混合燃料。因此,在得不到农缩铀时,使用钚也能顺利发电。
从另一方面看,新型中子反应堆也存在几个问题,最大的问题是造价高。反应堆里有很多管子,管群林立,结构复杂,而且重水价格昂贵,据说其综合发电成本,要比轻水反应堆高出2—4成。