[核分裂产物] (wiki:核分裂生成物)
核分裂生成物里刚好可以分成两类
一种是放射性强但半衰期短. 一种是放射性较弱但半衰期很长
没有介于100年~200000年之间的放射性元素
[加速器驱动未临界炉] (日文wiki:加速器駆动未临界炉)
顾名思义. 提供核分裂反应所需要的粒子束是由加速器直接提供. 而非来自核分裂
使用加速器将高能量质子束直接照射反应材料. 使其产生核破碎反应
反应会产生高速中子. 然后致使其他(未达临界质量的)可裂变材料. 发生核分裂
以此取得能量
它的优点有很多:
1.反应炉内部反应是由外界加速器启动. 不产生连锁反应. 可以随时停止
2.加速器提供的粒子束能量可以任意决定. 可以处理大部分的长半衰期锕系元素
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(高速炉只能混入5%. 它则可以使用到60%)
高速炉烧过不能再用的高次钸元素也可以用它处理掉
从天然铀为主. 铀238起始的核燃料循环. 可以彻底完成
3.不需要连锁反应. 燃料无需达到临界质量. 也不用担心控制棒失效等等问题
4.一般轻水炉为了让中子容易通过. 燃料棒外壳使用锆合金制作
为了避免它受热变形. 所以通常运转温度要控制在300度以下
(因此轻水反应炉的热效率反而比火力要梢低)
但在加速器驱动未临界炉这边. 粒子束直接由外力提供. 不用考虑这问题
燃料棒外壳可以使用导热性更好的材料
反应炉运作温度也可以提高
5.反应中产生的大量快中子. 核燃料增殖效率也很高
[MOX(混合氧化)燃料]
(wiki:http://ja.wikipedia.org/wiki/MOX%E7%87%83%E6%96%99)
是将用过核燃料再处理. 抽出其中的钸. 再与铀混合制成反应炉可使用的核燃料
原本是供应给高速增殖炉使用的燃料
若放置在设计允许的位置里. 也可以放在一般轻水反应炉内与其他核燃料一起使用
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后者日本称为プルサーマル(plutonium thermal)
在一般轻水炉内. 铀238会因吸收快中子再经衰变而成为钸239. 钸239一部分也会反应
原本大约30%的能量是由钸元素提供的
加入1/3的MOX燃料后. 可将这比率提升到约50%
MOX燃料的主要优点. 就是将钸和其他长半衰期从用过核燃料里. 抽出. 再燃烧
在反应炉再进行反应后可以变换成半衰期较短的元素
如此大幅减少了必须长期保管核废料的数量. 高放射性废料可以减少
而且以现行的轻水反应炉就可以使用它
[群分离] (日文wiki:群分离)
是日本对用过核燃料的分类及回收策略. 将用过核燃料大致分成四类
1.锕系元素等长半衰期放射性元素. 送入高速炉或加速器驱动未临界炉. 进行核种变换
将其处理成短半衰期的元素
2.有用元素. 稀少金属. 贵金属等等
3.会发热的灰. 如铯137. 锶90等等. 其放射能和衰变热可以再回收利用
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4.冷却处理的灰. 长期毒性较低/放射性较低的部分. 玻璃固化后放置处理
但跟原本一次使用完的用过核燃料相比
保管期间从数万年缩短到百年
并且数量也大量减少
等待元素自然衰变后. 可以开仓再从其中取出衰变后最终稳定元素. 如铅和铋
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如果有人问. 用过核燃料这么好康的话. 为什么以前都没人弄?
主要原因就是美国这个国家太有钱. 太富裕
过太爽
美国有得是钱. 矿产和土地多得用不完. 核废料根本懒得去想怎么回收再利用
随便找个地方堆著就好
自己不回收. 又怕别人拿去回收干麻干麻 (用过核燃料里面都会有一定比例的钸)
因此类似高速增殖炉(快滋生反应炉). 加速器驱动炉. 核燃料再制作工厂一类的技术
在老美的怠惰下拖延了至少30年的空窗时代
一直到了2006大概是石化燃料价格持续走高. 老美才想起这些玩意
日文wiki: 国际原子力パートナーシップ
以及 http://en.wikipedia.org/wiki/Megatons_to_Megawatts_Program
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现在问 "处理核废料要多少钱?"
或许再过个10年20年要改问 "核废料一斤怎么卖"
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