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快堆概念
盡管利用熱中子反應(yīng)堆可以得到巨大的核能，但是，在天然鈾中，僅有0.714%的鈾同位素——鈾－235，能夠在熱中子的作用下發(fā)生裂變反應(yīng)，而占天然鈾絕大部分的鈾同素——鈾－238卻不能在熱中子的作用下發(fā)生裂變反應(yīng)。
 但鈾－238在吸收中子后，經(jīng)過幾次核衰變，可以變成另一種可裂變的核材料钚－239。
在熱中子反應(yīng)堆中，產(chǎn)生的钚－239的數(shù)量不足以抵償消耗的鈾－235。只有利用快中子來維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，使新產(chǎn)生的可裂變材料多于消耗的裂變材料。這種主要由快中子來引起裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的反應(yīng)堆，叫做快中子反應(yīng)堆（簡稱快堆）。快堆中常用的核燃料是钚—239，而钚—239發(fā)生裂變時放出來的快中子會被裝在反應(yīng)區(qū)周圍的鈾－238吸收，又變成钚—239。這就是說，在堆中一邊消耗钚—239，又一邊使鈾－238轉(zhuǎn)變成新的钚—239，而是新生的钚—239比消耗掉的還多，從而使堆中核燃料變多。
世界上可經(jīng)濟開采的鈾資源只相當(dāng)于世界石油貯量的1／4。因此，利用原先的熱中子反應(yīng)堆發(fā)電無法根本解決人類無限需求的能源問題。且這種熱堆，在鈾資源的利用上極差，只有1～2%可以用來發(fā)電，而其余的98～99%的鈾只能被作為廢料－貧鈾棄置。
這樣，在原子能工業(yè)中我們需要找到新的辦法來解決這個問題。其中一個方法是，充分利用貧鈾；另一個方法是，根本不用鈾。這里講第一種方法。
在熱中子反應(yīng)堆內(nèi)，中子的速度要通過慢化劑減速變慢以后，才能引起鈾裂變放出能量，發(fā)電時，核燃料越燒越少。快中子反應(yīng)堆不需要慢化劑，它由快中子引發(fā)裂變，在發(fā)電的同時，核燃料越燒越多。
 石墨氣冷堆核電站
快堆增大核燃料利用率
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