[科普中国]-液态悬浮燃料反应堆

液态悬浮燃料反应堆将极细的作为燃料的二氧化抽颗粒。水或重水混合在一起，形成一种浆液。在堆芯内循环产生白钧式裂变反的反应堆。

简介它是一种液态均匀堆，普通水或重水作冷却刊化剂与采用硫酸铀酞或硝酸油酸液态燃料相比、对结构材料的腐蚀小。

液态金属燃料反应堆液态金属燃料反应堆是用含有易裂变物质的液态金属或液态合金作燃料的反应堆。液态金属燃料的导热性能好，不存在辐照肿胀间题，堆芯结构简单，可 以在高温低压下运行。必须对金属燃料加热，使其处于熔融状态。

液态金属反应堆由反应堆、一回路、中间回路、二回路和推进轴系所组成。

液态金属反应堆由反应堆、一回路、中间回路、二回路和推进轴系所组成。早期的载热剂采用熔融的金属如钠、钾、铋、铅及其合金。在一回路中用熔融金属钠循环载热，运行压力只有5～7大气压，就可获得较高的温度，装置效率较高。一回路主泵采用电磁泵，由于没有转动部件，故可靠性高。中间回路采用钠、钾作载热剂。一回路向中间回路传热是通过中间热交换器，中间回路将反应堆的热量再通过蒸汽发生器传给二回路，在蒸汽发生器中产生过热蒸汽（由饱和蒸汽进一步加热而得）。

重水悬浮液反应堆是一种用重水作慢化剂和冷却剂，核燃料和转换材料以不溶化合物微细颗粒的形式悬浮在水中的均匀反应堆。在均匀反应堆中，核燃料与冷却剂或与冷却剂和慢化剂处于均匀混合流体状态。

由于传热性能好，没有固体燃料元件的辐射损伤问题，以及中子损失少（元件无包壳、裂变产物可及时除去）等原因，与非均匀反应堆相比，重水悬浮液反应堆可达到较高的功率密度、较低的燃料装载量、较深的燃耗和较高的转换比；在钍232－铀233循环的情况下，可能做到热中子增殖。

重水悬浮液反应堆存在很多要解决的技术难题，例如找到稳定的含核燃料和转换材料的流体体系及适当的化学处理方法、研究出能耐这些流体腐蚀的材料、研究出控制这类反应堆及热交换回路系统造成放射性沾染的措施等，燃料和转换材料的选择。在可溶性铀盐中，硫酸铀酰具有较高的辐照稳定性，它的水溶液是最合适的燃料流体。转换材料流体要求含有高浓度的钍，只有二氧化钍在水中的悬浮液能满足要求。还研究过二氧化铀悬浮液和二氧化铀-二氧化钍混合悬浮液等。裂变产物去除方法。裂变产物氙、氪、碘等可从液体中逸出进入气相。对于悬浮液燃料流体，可以利用裂变时的核反冲使裂变产物进入水中或到达氧化物颗粒表面。前者可以用往悬浮液中加活性炭、氧化铝等除去，后者可以用酸洗氧化物颗粒除去。

相关研究以铀为燃料的核电系统的弊端、钍燃料反应堆的理论技术依据和世界范围内钍燃料反应堆的研究状况。提出在我国开发利用钍资源，建立铀-钍混合燃料反应堆具有的独特优势，建议应加大钍资源开发人力物力投入，改变我国核电利用水平落后和钍资源流失之现状1。

一种把核燃料和冷却剂一起封装在球形固体中，并通过机械传送系统使球形固体在反应堆和蒸汽发生器之间循环流动，把热量由反应堆传递到蒸汽发生器的核反应堆。这种反应堆固有安全性较高，出口温度参数高，可以充分利用核燃料，可用于发电、供热、制氢、煤的液化气化等。

钍资源在地壳中的储量是铀资源的3倍多，聚变-裂变混合能源堆(FFHR)由于具有强的聚变中子源，可以高效地把232Th转换成易裂变核233U，此种路径将有效的扩充现有核燃料的资源。

由于混合堆包层具有较高的能量放大能力，与纯聚变能源堆相比FFHR其对托克马克装置聚变参数的要求低近一个量级，国际热核聚变实验堆(ITER)的堆芯参数就可以满足要求，FFHR可以提前应用聚变能。

但纯钍燃料装载的FFHR存在的问题是运行初期能量放大倍数M很低，这会对聚变功率和聚变增益(Q)提出更高的要求，而这在短期内难以实现2。

本词条内容贡献者为:

李斌 - 副教授 - 西南大学