冷卻劑

冷卻劑是把反應堆堆芯核燃料裂變釋放出來的能量帶出反應堆的介質。對反應堆冷卻劑，除要求滿足一般熱工、水力學性能外，主要要求熱中子吸收截面小、感生放射性弱、輻照穩定性好並與反應堆結構材料有好的相容性。

熱中子反應堆常用的冷卻劑有輕水、重水、二氧化碳 、氦氣等。快中子增殖堆用液態金屬鈉、鉀及其合金作冷卻劑。

基本介紹

• 中文名：冷卻劑
• 外文名：heat-carrying agent
• 別稱：載熱劑
• 分類：液體/氣體冷卻劑
• 作用：吸收裂變釋熱

介紹

冷卻劑又稱載熱劑(heat-carrying agent)。用來冷卻堆內燃料元件並將燃料裂變時所發出的熱量帶出堆外的物質。快堆中常用液態金屬鈉和鈉鉀合金作冷卻劑。冷卻劑應有良好的導熱性能和小的中子吸收截面，它與結構材料應有良好的相容性。冷卻劑的化學穩定性要好，能在較高的溫度下工作，以獲得較高的熱效率，價格應該便宜，使用安全。有時冷卻劑和慢化劑用同一種物質。冷卻劑將堆芯熱量帶出堆外以供利用，本身被冷卻返回堆內重新循環。

乾冰

分類

冷卻劑液體冷卻劑和氣體冷卻劑兩類。前者包括(輕)水、重水、碳氫化合物、液態金屬(鈉、鉀)和低熔點的熔鹽等，後者有氦氣和二氧化碳等。

水具有良好的熱物理性能，價廉、使用方便， 且所需泵送功率小，故以水作慢化劑和冷卻劑的輕水堆獲得了迅速發展。重水核特性雖比水好，但價格昂貴，以致使用受到限制。

鈉的熱物理性能好，但對熱中子吸收截面 大，只適用於快中子堆。氦氣的中子吸收截面小、不腐蝕設備，且具有優良的傳熱性能，但價格高、泄漏 大，適用於高溫氣冷堆和快中子堆。

在使用液態核燃料或液體慢化劑的反應堆中，核燃料或慢化劑可同時兼作堆芯的冷卻劑;使用固態核燃 料和固體慢化劑的反應堆，則必須採用另外的冷卻劑。冷卻劑須不斷流過堆芯，隨時將熱量帶走，確保堆芯保持一定的溫度，防止堆芯過熱或燒毀。

性能要求

理想的冷卻劑應具有以下性能：

(1)良好的核特性，即中子吸收截面小，因輻照面形成的感生放射性弱；

(2) 良好的熱物理性能，比熱大，導熱係數大，熔點低，沸點高，飽和壓力宜低；

(3)密度高、粘度小；

(4)良好的輻照穩定性和熱穩定性，與結構材料的相容性要好（即不致發生使結構材料性能變壞的物理作用或化學反應），成本低，使用方便等。