基本介紹
- 中文名：聚變-裂變放射性潔淨核能系統
- 類型：核能系統
該系統把發生核聚變反應的堆芯作為中子發生器，利用14.1MeV高能中子在次臨界包層中誘發可裂變物質（鈾或鈽）的裂變（或嬗變）反應。如果設計得當，在這種包層里可以實現多種功能，包括發電、生產易裂變核燃料、生產氚以及嬗變長壽命放射性核廢料等。
核能是公認的可以大規模替代常規能源的清潔、經濟的新能源，然而急速發展核裂變工業，使核裂變堆面臨燃料短缺、核安全和高放廢物處置等問題。而核聚變-裂變混合堆則可以有效解決核裂變帶來的諸多問題，包括增殖核燃料、處理核廢料、發電和生產同位素等。它依靠核聚變中子，使包層運行在次臨界狀態，因而有固有安全性，可以成為一種清潔安全的核能系統。該系統的特點是：①對電漿驅動器參數要求低，②包層中實現多種目標，③較裂變堆更具安全性，④可避免核擴散，⑤是核聚變和核裂變有益結合體。近年來人們認為，核聚變-裂變混合堆系統是規模化發展核能需要的潛在途徑之一，是推動“商用核聚變電站”技術發展的重要一步。
混合堆是聚變-裂變放射性潔淨核能系統的主體，其功能主要分為發電、生產裂變燃料和嬗變處置核廢物三大類。①聚變-裂變混合發電堆：研究表明可以用貧化鈾、天然鈾、壓水堆卸載的核廢料及低濃縮鈾等不同的燃料或者核廢料進行發電。根據不同的設計，在滿足氚自持的前提條件下，包層的功率增益因子能夠達到10～100。②聚變-裂變混合增殖堆：與同功率快堆(“快中子增殖堆”簡稱)相比，聚變中子的能譜比快中子能譜高，因此堆功率相同的條件下，混合堆增殖的裂變燃料多。同時，快堆的裂變中子產額中，其中一個中子必須用來維持鏈式反應，這使得增殖裂變燃料的中子數目相應減少，而聚變-裂變混合堆則無此要求。綜上所述，混合堆增殖裂變燃料的產量比快堆高得多。③聚變-裂變混合嬗變堆：用來處置長壽命核廢物。70年代的研究結果認為，混合堆中子壁負荷達到10MW/m時，才能使核廢物的放射性降低幾個量級。90年代的新研究結果表明，中子壁負荷在1.0MW/m量級時，即能有效嬗變核廢物，同時輸出電能。
