加拿大重水鈾反應堆

加拿大重水鈾反應堆或稱“CANDU反應堆”或是“坎度堆”，是加拿大原子能公司、安大略水電公司和加拿大奇異公司聯手於1954年開始研發的壓水式重水反應堆。SNC-Lavalin於2011年買下CANDU反應堆的技術。 CANDU反應堆使用重水當作中子減速劑和反應堆冷卻劑， 核燃料使用未經濃縮的天然鈾礦。甚至可以直接使用混合氧化物核燃料(MOX fuel) 或是再處理鈾 當作燃料。CANDU反應堆利用核分裂的熱能產生電力。CANDU源自“CANada Deuterium Uranium”。

有兩種主要類型的CANDU反應堆，最初的設計大約500 MWe，旨在用於大型工廠的多反應堆裝置，以及600 MWe級的合理化CANDU 6，設計用於單一 獨立單元或小型多單元工廠。 CANDU 6機組在魁北克和新不倫瑞克以及巴基斯坦，阿根廷，韓國，羅馬尼亞和中國建成。 非CANDU 6設計的一個例子被出售給了印度。 該多機組設計僅在加拿大安大略省使用，隨著該省安裝更多機組，該機組的規模和功率不斷增加，在達林頓核電站安裝的機組達到約880 MWe。 以與CANDU 6類似的方式合理化大型單元的努力導致了CANDU 9。

基本介紹

• 中文名：加拿大重水鈾反應堆
• 外文名：CANDU reactor
• 領域：核物理

簡介

加拿大重水鈾反應堆或稱“CANDU反應堆”或是“坎度堆”，是加拿大原子能公司、安大略水電公司和加拿大奇異公司聯手於1954年開始研發的壓水式重水反應堆。SNC-Lavalin於2011年買下CANDU反應堆的技術。 CANDU反應堆使用重水當作中子減速劑和反應堆冷卻劑，核燃料使用未經濃縮的天然鈾礦。甚至可以直接使用混合氧化物核燃料(MOX fuel)或是再處理鈾當作燃料。CANDU反應堆利用核分裂的熱能產生電力。CANDU源自“CANada Deuterium Uranium”。

有兩種主要類型的CANDU反應堆，最初的設計大約500MWe，旨在用於大型工廠的多反應堆裝置，以及600 MWe級的合理化CANDU 6，設計用於單一 獨立單元或小型多單元工廠。CANDU 6機組在魁北克和新不倫瑞克以及巴基斯坦，阿根廷，韓國，羅馬尼亞和中國建成。 非CANDU 6設計的一個例子被出售給了印度。 該多機組設計僅在加拿大安大略省使用，隨著該省安裝更多機組，該機組的規模和功率不斷增加，在達林頓核電站安裝的機組達到約880 MWe。 以與CANDU 6類似的方式合理化大型單元的努力導致了CANDU 9。

原理

加拿大重水鈾反應爐使用重水作中子減速劑，效率是普通的水的1700倍，而且重水吸收的中子比普通的水少。所以重水反應堆可以使用未經濃縮的鈾（0.7%鈾-235，其餘大部分的成分為鈾-238），甚至再處理鈾當作燃料。但和輕水反應堆相比，加拿大重水鈾反應爐需要更多的核燃料以達到相同的發電量。 重水也負責把核分裂的熱能傳送到蒸氣產生器，產生的蒸氣驅動渦輪發動機，再經過發電機產生電力。 加拿大重水鈾反應爐的燃料是橫的放的（平行於地面），可以在正常運轉下更換燃料，不像輕水反應堆，燃料是直的放的（垂直於地面），更換燃料前必須停機。而且橫的放的燃料在過熱時會彎曲，自然地減慢核分裂反應。

此外，加拿大重水鈾反應爐使用電磁力作為控制棒的動力，所以沒有停電的問題。CANDU6的冷卻劑的規格如下：

輸入口的溫度	266℃
輸出口的溫度	310℃
輸出口的壓力	10MPa

CANDU6加強版（Enhanced CANDU6, EC6）

建立在CANDU6的基礎之上，配搭效率更佳的渦輪發動機。是700MWe第三代反應堆，設計使用年限為60年，每年的容量因子大於92%。可以直接使用天然鈾礦當作燃料，適用於小型規模或是中等規模的輸電網路。

核燃料的循環

一個重水設計可以維持比輕水反應堆更低濃度裂變原子的連鎖反應，從而可以使用一些替代燃料; 例如，從已被用過的輕水堆燃料中“回收鈾”（RU）。 CANDU設計用於鈾含量僅為0.7%的天然鈾，因此含有0.9%鈾-235的RU是一種豐富的燃料。 這從鈾中進一步提取了30-40%的能量。開發中的DUPIC（直接使用廢壓縮堆燃料在CANDU中）可以在不進行後處理的情況下進行回收。 燃料在空氣中氧化（氧化），然後在氫氣（還原）中破碎成粉末，然後形成CANDU燃料顆粒。 坎杜堆也可以從更豐富的釷中生產燃料。 這種情況正在印度被調查，以利用其天然釷儲備。

甚至比輕水堆更好，坎杜堆可以使用鈾和鈽氧化物（MOX燃料）的混合物，鈽既可以來自拆解的核武器，也可以使用再加工的反應堆燃料。 再加工鈽中的同位素混合物對武器沒有吸引力，但可用作燃料（而不僅僅是核廢料），而燃燒武器級鈽則消除了核武器擴散危險。 如果目的是明確地從乏燃料中燃燒鈽或其他錒系元素，那么建議使用特殊的惰性基質燃料，以便比MOX燃料更有效地完成此項工作。 由於它們不含鈾，這些燃料不會生產任何額外的鈽。