不懂就问：核反应堆里的铀燃料消耗问题

晨枫

不懂就问：核反应堆里用控制棒控制反应，插入控制棒、吸收中子时，铀燃料消耗降低，但这对剩余铀燃料的寿命或者说“燃值”有印象吗？还是这些铀燃料就被“废了”？

; x6 l+ I# u1 J' s2 Y9 W' N希望不是，控制棒抽出后又满血复活。

/ o$ L: @$ `) W! ~5 Y; j) M# P想起来这问题是因为钍堆。

6 m. w8 Q: F6 J我的理解：

/ @+ c# U8 T4 U& j钍燃料主要是钍-232，本身不会发生裂变。当钍-232吸收中子时，就变成钍-233，其半衰期只有22分钟。钍-233通过β衰变变成镤-233。原镤-233的半衰期为27天，β衰变为铀-233。铀-233是裂变材料。
4 w! C7 ?$ @- L3 ?
问题：

产生铀-233后，如果能及时分离，用控制棒停止裂变，直到需要的时候再抽出控制棒，加速裂变，就像普通铀堆那么，这可行吗？当然，如果控制棒使得铀-233永久性“失活”，这就不行了。
! u& M# t6 G( o! O
& D( D3 k) k8 c" x  Y所以有这个问题，T教授是核能专家，所有懂行的都请不吝赐教。
/ Y1 A$ Y6 M8 {, b$ i- C* B, A
  o) ?, x- r$ X' B@testjhy

晨枫

nukearchie 发表于 2023-12-20 19:15
% N9 ?$ ^# V% M2 F; @以我20年前在728短暂3年的经验， 不会，因为是中子被吸收了，不去撞原子核了，反应常数降下来了。原子核还 ...

那如果技术上可行，钍232最终衰变为铀233，存起来，用控制棒慢慢控制燃烧，到需要的时候再猛烧，是可行的？那就没有钍堆不利于快速加减负荷的问题了。

晨枫

无言 发表于 2023-12-20 20:20
可能关键点是如何“及时分离”？中途停止反应燃料棒大概率是钍镤铀混合最终为钍铀混合？ ...

这个我就不懂了

晨枫

testjhy 发表于 2023-12-20 22:00
6 c. {: s: U- p& G  c& M哈哈，我也是半吊子，唯一的优势我出席过钍基堆的情况介绍会，当然有小10年前？有些过程不一定记清楚了。当 ...

  I3 E' e  T; O4 O# \也就是说，加速器轰击停止了，钍堆就停止了？这好啊，本质安全。
- o. Y( S. }" m/ V8 b5 _2 M$ C
网上看来的：钍232不参加裂变，需要吸收中子后变成钍-233，其半衰期只有22分钟。钍-233通过β衰变变成镤-233。原镤-233的半衰期为27天，β衰变为铀-233。铀-233是裂变材料。前面两个β衰变的放热量很小，没啥大用，要到铀233裂变时才大量放热。由于两个β衰变的半衰期，加钍燃料到变成铀233要27天后了，所以不变快速加减负荷，于是有把铀233存起来的想法。

+ E8 B" k0 I' b+ I& g, S+ N' l$ w/ xT教授再给指点指点，这是不是舍近求远了？

晨枫

沉宝 发表于 2023-12-21 02:13
晨大和T教授着眼于不同的应用场景，其实现复杂度也相差很大。
3 E- J% z6 h6 x* Z
" r6 @( W+ z  s+ XT教授讲的是面向像发电这样固定负荷，因此 ...

长知识了！
$ N0 t1 g2 E. x: O/ ~" q
! Q1 Y9 t, _6 X江南的核动力集装箱船不知道是怎么弄的。也需要变功率，但一旦开起来，差不多就是定常速度，直到到港。

晨枫

testjhy 发表于 2023-12-21 00:50
9 N' D9 u/ A) [) {6 Y8 V- ~您看，钍和铀分子量就差这么点，如果没有好的化学方法，分离两种带放射性物质可能付出极高的成本。把钍堆 ...

2 ]) {  V* [1 c4 v5 z+ o0 P嗯，看来钍堆上舰还是有问题。

晨枫

testjhy 发表于 2023-12-21 08:22
. ]% z! Z$ B( S# [真的是半吊子，，吃完晚饭没事找了在网上一圈，上面好多错误，沉宝兄弟说的对，U233也不是不可以做 ...

5 u- j2 O  m+ k7 W$ m图转不出来啊，烦请T教授修一下？

晨枫

testjhy 发表于 2023-12-21 09:12

4 H  N2 z7 H6 E- X+ y# B: p这就是上面转不出来的图吗？现在看到了。多谢！

晨枫

沉宝 发表于 2023-12-21 12:28
对，民用船只的负荷变动较小。在不需要动力时，可以考虑存起来一些（蓄电池充电、制氢……）或送出去（到 ...

突然想到，核混动航母或许也能这样：核动力作为基础巡航动力，燃气轮机作为加速动力和紧急动力，这样反应堆可以小得多，就是舰岛还是小不了，甚至需要双舰岛。

晨枫

orleans 发表于 2023-12-21 22:12
王梦源直接认为这就是个诈骗项目。中国现在的钍堆还远不如美国60年代的水平，而美国早已停止研发，因看不到 ...

刚听了他的视频，他才是个诈骗犯。

3 B% _# ~7 t7 u& X+ Z0 m他对熔盐堆的理解是错误的。

) ]* M  P9 w% r9 ]! W游泳池式反应堆是早期实验性的，正是在什么都不确定的时候用最保险的办法确保冷却。压水堆也是这么过来的。
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7 ?8 s  P8 ~$ _. F) A$ M放心了。台湾人只有这么点智商的话，统一就更加简单了。

晨枫

数值分析 发表于 2023-12-24 03:17
能发一下他视频的链接么？我也听一下。谢谢

7 b% J% W. l8 @0 dhttps://user.guancha.cn/main/content?id=1150703

晨枫

数值分析 发表于 2023-12-24 09:42
多谢多谢

举手之劳，不必客气。

晨枫

orleans 发表于 2023-12-24 10:27
5 f) t# r1 W- ?: J王认为钍堆商用要30年，主要是太多工程，材料问题没解决。看过一个访谈，上海应物所是几年前在美国公开的钍 ...

6 Q) C( P0 V+ m) ~3 S4 ~5 z上海应用物理所要站在美国的肩膀上，应该是看清楚为什么要站、站在哪里后才站的，并不是有肩膀就站。
! g% J( ^* M0 j9 ~现在实验堆刚开工，自然需要一点时间在上工程堆，否则是不负责任的。计划是8-10年。
钍堆与冷聚变是完全不同的问题，这是工程问题，那是理论问题。

晨枫

orleans 发表于 2023-12-24 12:06
不是冷聚变，那个更没谱，而是托卡马克环一类的可控热核聚变，原理上没问题，再一个五十年也看不到实用化， ...

还是不一样。钍堆橡树林50-60年前就运转起来了，托卡马克到现在产生正功率了吗？