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革命性先进核能系统“行波堆“
  • 成果登记时间:
    课题来源:
    成果登记号:
    成果体现形式:新技术
    成果研究形式:独立研究
    完成单位:
    所处阶段:初期阶段
    课题立项编号:
    成果领域:核应用技术
    成果属性:其他
    成果转让范围:其他
    所属分类:成果分类一

一、项目特点和技术指标


  行波式核裂变反应堆(简称"行波堆")是个趋近理想状态的先进核能系统,技术体现可概括为"核燃料一次性实时原位增殖焚烧",它可将铀资源利用率提高数十倍,废物量减少数十倍。行波堆通过对异质堆芯燃料的巧妙分布和运行控制,核燃料可以从一端富集铀启动源点燃,裂变产生的多余中子将周围不裂变的U-238转化成易裂变的Pu-239,当达到一定浓度后,形成自持裂变反应,同时开始焚烧在原位生成的燃料,形成行波。行波以增殖波先行焚烧波后续,一次性装料可以连续运行数十年。除最初的启动源需要浓缩铀,其它所有燃料都可以来自天然铀、贫铀或轻水堆乏料,无需浓缩和分离。


  行波堆模型


  技术特点:


  1."行波堆"是在四代堆基础上改进优化的创新核能系统;


  2.通过U-238到Pu-239的增殖,把铀资源利用率提高数十倍;


  3.核燃料的焚烧更加彻底,大大降低了高放废物的体积;


  二、技术成熟程度


  行波堆设计方案选择了具有400多堆年运行经验的钠冷快堆来实现,子系统和主部件已有相当程度的工程实验验证,并可合理推测足以支持行波的产生和传播。目前美国泰拉能源公司(微软创始人比尔o盖茨投创)正在世界范围开展合作,共同开发行波堆技术,并计划在未来几年开建示范堆。


  三、应用领域及市场前景


  核能是高效、清洁的能源,将在我国的能源结构中占据越来越重要的地位。。行波堆路线的实现有可能提前加速进入核能大规模可持续发展,推迟废物终极处置期限,减少需要处理的废料,同时还能极大降低核扩散风险。如果开发示范成功,行波堆可以在世界范围广泛推广,帮助实现核能作为煤、油、气等化石燃料之后的清洁无碳排主流一次能源的巨大潜力。


  四、投产条件和预期经济效益


  主要的设备及手段:需要广泛国际协作与相关研究单位支持


  效益分析:行波堆能将铀资源利用率提高数十倍,把数百年的铀资源转变为数千年的资源。它可以持续运行数十年不换料,不需昂贵的传统核燃料后处理,将现有的沉重核乏料负担转化成巨额经济价值。


  五、合作方式


  合作开展项目研发、共同建设研发设施、提供技术和信息咨询服务等


毕业院校:中山大学
技术职称:高级工程师
专业年限:1年
所在行业: 电子技术/半导体/集成电路   奢侈品/收藏品/工艺品/珠宝   影视/媒体/艺术/文化传播   计算机服务(系统、数据服务、维修)   快速消费品(食品、饮料、化妆品)  

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