Re: [姆咪] → jerry7668: 总比蠢鸟无脑反核好太多

楼主: nexerodo (五球不落地)   2025-05-19 11:17:08
核废料可以加工制作成快中子反应炉的燃料吗?
可以,条件是“核废料”先经过适当的后处理(reprocessing),分离出仍然可裂变或可转
换的核素,再制成快中子反应炉(Fast Neutron Reactor, FNR)可用的燃料。概要流程如
下:
1. 乏燃料后处理
‧ 铀、钸分离:普遍使用溶剂萃取(PUREX)或改良的先进流程(如UREX、GANEX)。
‧ 次要超铀元素分群:钇、锕系(Am, Cm, Np)可另外萃出,用于“均一回收”(homogen
eous recycling) 或“目标燃料棒”(target) 中燃烧。
2. 制成燃料
‧ MOX (Mixed-Oxide):把回收铀(U)与钸(Pu)调成 UO -PuO 混合粉,再压制、烧结为燃
料锭。
‧ 金属燃料:对某些快堆(如俄罗斯的 BN-系列、US EBR-II 传统)会将 U-Pu-Zr 金属
铸造成燃料棒。
‧ 熔盐或氮化物/碳化物:用于下一代设计,能承受更高通量与温度。
3. 在快中子谱中燃烧
快中子反应炉利用“快中子”(>~0.1 MeV) — 无慢化剂 — 可同时:
‧ 裂变 Pu-239、Pu-241(发电并减少长寿命核素)
‧ 嬗变 Am、Cm、Np(把高放废弃物转成短寿命或可裂变同位素)
‧ 增殖 Pu-239:用 U-238 捕获快中子生成的新燃料,理论上延伸铀资源。
4. 现实范例
‧ 俄罗斯 BN-800:装填约 30% MOX,来源含经济性再处理的乏燃料与退役武器级钸。
‧ 法国 ASTRID(已取消)与新构想:计画闭燃料周期,把 LWR 乏燃料变成快堆燃料。
‧ 中国 CFR-600 试验堆:亦规划使用 MOX,目的是建立闭式周期。
‧ 美国 TerraPower Natrium / ARDP fast-spectrum 设计:预计使用 HALEU 或回收燃料
,但仍处于示范阶段。
5. 挑战
‧ 经济性:再处理与MOX制造成本高,当铀价便宜时缺乏诱因。
‧ 技术与安全:化学过程产生高放液体废物,需要防扩散、临界安全控制。
‧ 政策与公众接受度:部分国家(美、加)暂停商业再处理,法、俄、中、日则持续研发

结论
只要建立“再处理 快堆燃料制备 快堆发电 再处理”的闭式燃料周期,乏燃料确实
能成为快中子反应炉的新燃料,并显著降低总体高放废弃物量与寿命。不过,经济与政策因
素决定了这条路在不同国家的可行性与推进速度。
“核废料” 并不废. 是非常珍贵的能源储备

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