重水反应堆和快中子反应堆哪个铀利用率高?

来源：学生作业帮编辑：拍题作业网作业帮分类：数学作业时间：2024/04/29 20:45:58

重水反应堆和快中子反应堆哪个铀利用率高?
他们似乎都可以把不宜裂变的U238转化为可以裂变的鈈239.那为什么往往压制重水堆而提倡快中子堆.

明显是快中子增殖反应堆高多了.重水反应堆其实结构与普通的轻水堆类似,但慢化剂不同,效率大概是石墨的7倍,也能节约核燃料,在天然铀的利用率上,大概比压水堆可以节省20%的天然铀.
不过这个参数与快堆相比,相差太远了.快堆的天然铀利用率可以达到70-90%（90%这个数据存疑）,而一般的压水堆大概只有1-2%,重水堆也基本是这个水平,差距可以轻易看出来.
再问：为什么快堆可以把大多数铀转化为钚239而重水只能转化部分？另外铀238理论上能不能裂变？
再答：快堆是以Pu239为燃料，以Pu的裂变为主（U238转化为Pu239，其实只是一个副产品，不过这个副产品的好处真的是太大了），而重水堆是以U235的裂变为主。快堆产生Pu239后，这些Pu可以继续投入核裂变，而且新生的Pu比原来的还要多，此所谓增值。重水堆可以产生少量的Pu，但问题是这些Pu并不能继续进行循环，反而成了累赘。举个不太恰当的例子，铝氧化后可以产生三氧化二铝，Al2O3会阻止进一步的反应发生，因此铝往往只是氧化最外面一层后就停止氧化了，但如果这层氧化层还能在环境中继续作用，那么整片铝最终都能被氧化掉。快堆与重水堆的差别就在于后续的U238是不是也能参与反应。理论上，快堆可以使全部的U238都参与反应，所以它的燃料利用率高很多。 U238也可以参加裂变，不过需要的是快中子，而且在反应过程中还会产生慢中子，这些慢中子不足以支撑后面的链式反应，因此U238很难单独参与自持式的核裂变，必须考虑其他方法才行。

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