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主题:聚变PK裂变 -- tojinge

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家园 重水堆也有啊,架不住重水贵啊

加拿大的CANDU就是重水冷却重水慢化的,重水堆的问题有两个一个是重水慢化能力不如水,但是慢化比高,所以堆芯很大,做压力容器不合算,用压力管排管,成本可以低一些,反而不是劣势,但是压力管在全寿期里要全部更换一次,很痛苦,另外也牺牲了热效率;第二个是重水堆的重水昂贵,还需要配专门的重水纯化排氚的设计,千瓦装机成本比压水堆高一些。当然作为三种主流商业堆芯而言,重水堆最大的优势就是燃料成本低,可以烧天然铀,MOX,甚至压水堆的乏燃料,但是燃耗低需要在线卸料。

下一代的重水堆计划采用轻水冷却,减少重水使用,但是需要使用1.2~1.5%的稍加浓铀。而且计划可以实现钍的自持循环(但是钍燃料的后处理是个悲剧)

重水堆的麻烦还有核扩散方面的,重水堆只要增加在线卸料的频率就可以当作钚生产堆来使用。印度的核计划就是以加拿大提供的研究堆和后来的山寨CANDU为主力的。而且由于不需要大型压力容器,CANDU山寨的技术难度不高,这个既是好处也是坏处,顺便提一下山寨燃料组件是最容易的,因此燃料循环成本很低。

钚在轻水堆里用很不合算的,因为如果经过两次以上循环之后之后回收的钚当中核燃料钚239和241的比例很低,钚240、242和238量大,而且钚的销毁很麻烦,所以钚的闭式循环主要还是指望快堆,不过快堆也可以生产铀233,到热中子堆里烧,它是非常好的热中子堆核燃料(控制上比铀235略差,但是由于转化比高很耐烧),铀233可以在中子经济性好一点的热堆比如CANDU、石墨水冷堆、高温气冷堆中实现自持(能实现的增殖比很小)。

快中子堆现在的问题就是安全,快堆要是失控,百万千瓦级的堆芯将相当对130吨TNT(法国人搞“凤凰”的时候估算的),偏偏快堆烧钚的缓发中子比例小,而且燃料、冷却剂的多普勒效应和冷却剂的空泡效应的控制性都不太好,可以认为经济性(包括燃料制造增殖比)和安全性是矛盾的。

核电厂联产海水淡化是有的,红沿河就是这么想的——不过用的是反渗透法,不是火电联产淡化利用废热的路线(低温多效之类的)。

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