釷元素反應堆有什麼缺點和優點?耀文的狼崽2022-07-31 19:22:55

缺點:1、熱中子譜中的增殖是緩慢的,並且需要大量的後期處理技術。而釷反應堆的再處理的可行性仍未得到驗證。

2、目前釷反應堆還處於實驗階段,還需要大量的投入來進行研究。

3、與使用傳統的固體燃料棒相比,製造和再加工釷燃料的成本更高,但是這個隨著釷反應堆在未來的大規模應用,成本可能會進一步下降。

4、釷反應堆在釷-鈾迴圈時會產生鈾232,同時它還會發射伽馬射線。

優點:1、釷元素儲量更多

釷元素在地殼中的儲量更豐富,大約是鈾元素的三倍,幾乎和鉛和鎵元素的含量一樣豐富。而且和鈾元素中只有0。7%的鈾235適用於核電站外,而佔鈾礦99。3%的鈾238(貧鈾)並不適宜核電站不一樣的是:釷元素幾乎都是適宜核裂變反應的釷232。

這就意味著釷燃料不需要使用昂貴的濃縮鈾技術,畢竟幾乎所有的天然釷元素都能夠直接當做核燃料使用。

另外每單位重量的釷元素產生的能量是鈾元素的250倍。

開採釷元素比開採鈾元素更安全、更高效。釷的礦石獨居石通常含有比其各自礦石中的鈾含量更高的釷濃度。這使得釷成為一種更具成本效益且對環境破壞較小的燃料來源。釷礦開採也比鈾礦開採更容易且危險性更小,因為該礦是一個露天礦坑,不需要通風,不像地下鈾礦,其中氡含量可能有害。

釷的礦石獨居石

釷的礦石獨居石

2、釷元素的汙染更小

與鈾反應堆不一樣的是,釷元素核裂變的時候不會產生鈽元素——鈽元素是原子彈的關鍵催化劑,此外,釷元素這樣的乏燃料棒的放射性遠低於傳統的核廢料,理論上當釷用作液態氟化物釷反應堆的燃料時產生的核廢料比鈾核燃料少1000倍以上,而且和鈾元素核廢料放射性需要幾萬年來衰變成安全物質相比,釷元素核廢料的放射性在一年或幾百年內就能下降到安全水平。

這使得釷元素對於環境的影響更小。

3、釷核電站的安全性更高

如果從安全形度考慮的話,釷元素最大的賣點並不是它的放射性更小,而是釷元素不會自動鏈式反應。

我們都知道,鈾元素核裂變的時候,會釋放中子轟擊其他的鈾原子,從而產生鏈式反應,最終只要核燃料數量充足,那麼鈾反應堆就無法停止核裂變反應。

但是釷元素需要一個加速器驅動系統(ADS)反應器,它的主要作用是提供一個外部電子束來啟動釷元素的核裂變反應,所以只需要移除這個外部電子加速器就能夠讓釷元素的核裂變反應停止,這樣的話,釷元素核電站就不會發生福島核電站那樣的失控事件。

液態氟化釷反應堆設計為防熔燬。如果發生電源故障或溫度超過設定限制,反應堆底部的易熔塞會熔化,將燃料排入地下油箱以進行安全儲存。

4、釷反應堆不適用於核武器製造

我們都知道,鈾反應堆的一些技術是可以用於製造核武器的。而釷反應堆的副產品製造實用的核彈是很困難的。釷不像鈾那樣易裂變。所以密集的釷核不會開始分裂和爆炸。

釷反應堆的鈽生產率將低於標準反應堆的2%,而且鈽的同位素含量將使其不適用於核反應堆。