混合堆的不同型
根据混合堆裂变包层工作方式的不同,可将混合堆分为快裂变型混合堆和抑制裂变型混合堆。快裂变型混合堆就是利用聚变产生的高能快中子,在裂变包层产生一系列串级的核过程,大量生产钚-239或铀-233核燃料。与此同时,由于铀-238、钚-239或铀-233的大量裂变,也在裂变包层产生大量裂变热。抑制裂变型混合堆,则是在包层中放入大量的铍等慢化材料,使聚变产生的高能快中子很快慢化为热中子等能量低的中子。这些中子难以使铀-238、钍-232裂变,主要是使它们变成钚239、铀-233。通过频繁的后处理,将钚-239、铀-233及时提取出来,减少它们裂变的可能性。
快裂变型混合堆可以有效地生产核燃料,抑制裂变型混合堆不能有效地生产核燃料,而且过多地后处理使生产成本增加。但抑制裂变型混合堆由于裂变包层中裂变几率少,裂变热的产生也就大大减少,可以简化包层内裂变热的导出问题。
混合堆的发展中,需结合具体的堆型,研究堆的启动、控制、加料、能量的传递与转换、放射性屏蔽及检修等有关工程问题。托卡马克虽然目前比其他聚变途径成熟,但如果用托卡马克建造混合堆,结构复杂,不便进行混合堆的总体布置,维修困难。如果不采用昂贵的清除杂质的偏滤器,这种堆由于杂质的积累,再加上磁场的不稳定性,只能脉冲运行。由于脉冲运行,结构材料要经历温度循环和应力循环,而且冷却剂回路,要能够储存脉冲时产生的能量,以保证功率相对稳定的输出。串级磁镜混合堆,由于可以稳态运行,为实现聚变而消耗的能量的利用效率高,便于检修和屏蔽,将可能是有前途的堆型。
混合堆的难题
道路曲折,目标明确
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