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”？

# O/ J6 @& p, s5 p0 V$ F希望不是，控制棒抽出后又满血复活。

0 f7 }* m/ k3 s想起来这问题是因为钍堆。
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2 Q# x& |' j4 W1 U$ C' E: U7 [我的理解：

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。
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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。

3 S) O6 {& S$ A. p9 ~9 }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。

: w6 ~2 F5 \, H; J' }@testjhy

晨枫

nukearchie 发表于 2023-12-20 19:15
3 R" k) u$ ~- g: R! D* ]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 ...

6 e# ?8 t9 M; o: r" x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
7 ~$ R* a+ ^/ k5 ]5 g& V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？ ...

& N8 n+ G& m5 E* P1 Y这个我就不懂了

晨枫

testjhy 发表于 2023-12-20 22:00
' \! E5 Z* n/ V3 n4 a! R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 ...

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。
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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。
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T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
) o" U2 F) K* X0 K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。

& z, Y2 \- U" ?6 H8 I0 NT教授讲的是面向像发电这样固定负荷，因此 ...

5 O8 H; B$ E* M3 ]长知识了！
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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
2 c& F7 h, f$ q, R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 ...

5 A- B& p1 f" J嗯，看来钍堆上舰还是有问题。

晨枫

testjhy 发表于 2023-12-21 08:22
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 ...

. m- P2 W5 b+ k$ I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

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 ...

' V: {2 |+ s4 i/ w. M' k4 r+ z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。
' a5 Y0 p9 }1 m0 M4 P+ r! P
- X) L/ ]. W/ I! L/ x1 R他对熔盐堆的理解是错误的。
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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。

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
* @" m* p, _) s( c/ V* P能发一下他视频的链接么？我也听一下。谢谢

  A# W9 b! ?! B% f( h) S: Ehttps://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

8 S5 \1 k; M( Y$ M! C举手之劳，不必客气。

晨枫

orleans 发表于 2023-12-24 10:27
! H+ U0 X+ ?, d# O- o% S4 n; f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 ...

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。
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
" v- l3 f3 i) n# s( a5 Y8 E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， ...

! p4 N  [% o, K( o% h  `" s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？