指採用溶有易裂變材料且處於熔融狀態下的熔鹽作為核燃料的反應堆。
基本介紹
- 中文名：高溫熔鹽堆
- 外文名：Fusedsalt reactor
發展,原理,
這種反應堆堆芯結構簡單，運行過程中可以連續添加燃料和除去產生的裂變產物，減少了停堆次數和可以有效地利用中子。燃料燃耗不受輻射損傷的限制。但這種堆的燃料迴路放射性很強，結構材料腐蝕嚴重，燃料後處理技術複雜，工程上難於實現。
發展
美國橡樹嶺國家實驗室從20世紀50年代開始發展高溫熔鹽堆，但由於一些非技術因素的原因在20世紀70年代中止。在技術方面，高溫熔鹽堆在20世紀中期發展一個很重要的技術瓶頸是抗中子輻射和抗熔鹽腐蝕的材料研究，此時對於材料的研究還使用一些半經驗的研究方法。隨著最近幾十年來材料科學的發展及分析檢測手段的發展（如同步輻射技術和中子散射技術），高溫熔鹽堆的研究又重新被美國政府提上日程，隨後其能源部又組織了英國、法國、日本、韓國、巴西、加拿大、阿根廷、南非等多個國家參加的高級政府代表會議，對發展新一代核能的國際合作開展了廣泛深入的探討，提出新一代核能體系——第四代核反應堆的研發，具體包含如下六種堆型：高溫熔鹽堆（MSR），氣冷快堆（GFR），鉛冷快堆（LFR），鈉冷快堆（SFR），超臨界水冷堆（SCWR），超高溫堆（VHTR）。其中，熔鹽反應堆(Molten Salt Reactor, MSR)，具有極高的中子經濟性、大功率密度、固有負載可控、負溫度係數大、高轉化比、高可靠性、燃料組合耗費低、可增殖性等優點，在2002年日本東京召開的第四代核反應堆國際研討會上，被確定為優先發展的第四代核反應堆設計方案之一。
原理
高溫熔鹽堆的基本原理為堆芯使用Li、Be、Na、Zr等的氟化鹽以及溶解的U、Pu、Th的氟化物熔融混合作為燃料，在600~700℃和低壓條件形成熔鹽流直接進入熱交換器進行熱量交換。其中，LiF、NaF、BeF2、ZrF4為載體鹽，提供熔融載體並改善共熔體的物理化學性質； UF4和PuF3為裂變燃料，產生熱量和中子；ThF4和UF4為增殖燃料，吸收中子產生新的裂變燃料U或Pu，線上萃取處理後重新進入反應循環。一座熔鹽反應堆生產的燃料在運行幾年以後還可以重新再裝備一座新的反應堆，具有極高的經濟性。同時由於燃料的直接熱交換方式使其具備可以小型化的優勢，從而具有為艦船和航空器上提供動力的光明前景。
