作者LionRafale (文包)
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标题[震怒] 老是跳针什麽高阶核废料摆几万年无解的
时间Thu Feb 28 05:54:09 2013
[核分裂产物] (wiki:核分裂生成物)
核分裂生成物里刚好可以分成两类
一种是放射性强但半衰期短. 一种是放射性较弱但半衰期很长
没有介於100年~200000年之间的放射性元素
[加速器驱动未临界炉] (日文wiki:加速器駆动未临界炉)
顾名思义. 提供核分裂反应所需要的粒子束是由加速器直接提供. 而非来自核分裂
使用加速器将高能量质子束直接照射反应材料. 使其产生核破碎反应
反应会产生高速中子. 然後致使其他(未达临界质量的)可裂变材料. 发生核分裂
以此取得能量
它的优点有很多:
1.反应炉内部反应是由外界加速器启动. 不产生连锁反应. 可以随时停止
2.加速器提供的粒子束能量可以任意决定. 可以处理大部分的长半衰期锕系元素
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(高速炉只能混入5%. 它则可以使用到60%)
高速炉烧过不能再用的高次钸元素也可以用它处理掉
从天然铀为主. 铀238起始的核燃料循环. 可以彻底完成
3.不需要连锁反应. 燃料无需达到临界质量. 也不用担心控制棒失效等等问题
4.一般轻水炉为了让中子容易通过. 燃料棒外壳使用锆合金制作
为了避免它受热变形. 所以通常运转温度要控制在300度以下
(因此轻水反应炉的热效率反而比火力要梢低)
但在加速器驱动未临界炉这边. 粒子束直接由外力提供. 不用考虑这问题
燃料棒外壳可以使用导热性更好的材料
反应炉运作温度也可以提高
5.反应中产生的大量快中子. 核燃料增殖效率也很高
[MOX(混合氧化)燃料]
(wiki:
http://ja.wikipedia.org/wiki/MOX%E7%87%83%E6%96%99)
是将用过核燃料再处理. 抽出其中的钸. 再与铀混合制成反应炉可使用的核燃料
原本是供应给高速增殖炉使用的燃料
若放置在设计允许的位置里. 也可以放在一般轻水反应炉内与其他核燃料一起使用
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後者日本称为プルサーマル(plutonium thermal)
在一般轻水炉内. 铀238会因吸收快中子再经衰变而成为钸239. 钸239一部分也会反应
原本大约30%的能量是由钸元素提供的
加入1/3的MOX燃料後. 可将这比率提升到约50%
MOX燃料的主要优点. 就是将钸和其他长半衰期从用过核燃料里. 抽出. 再燃烧
在反应炉再进行反应後可以变换成半衰期较短的元素
如此大幅减少了必须长期保管核废料的数量. 高放射性废料可以减少
而且以现行的轻水反应炉就可以使用它
[群分离] (日文wiki:群分离)
是日本对用过核燃料的分类及回收策略. 将用过核燃料大致分成四类
1.锕系元素等长半衰期放射性元素. 送入高速炉或加速器驱动未临界炉. 进行核种变换
将其处理成短半衰期的元素
2.有用元素. 稀少金属. 贵金属等等
3.会发热的灰. 如铯137. 锶90等等. 其放射能和衰变热可以再回收利用
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4.冷却处理的灰. 长期毒性较低/放射性较低的部分. 玻璃固化後放置处理
但跟原本一次使用完的用过核燃料相比
保管期间从数万年缩短到百年
并且数量也大量减少
等待元素自然衰变後. 可以开仓再从其中取出衰变後最终稳定元素. 如铅和铋
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如果有人问. 用过核燃料这麽好康的话. 为什麽以前都没人弄?
主要原因就是美国这个国家太有钱. 太富裕
过太爽
美国有得是钱. 矿产和土地多得用不完. 核废料根本懒得去想怎麽回收再利用
随便找个地方堆着就好
自己不回收. 又怕别人拿去回收干麻干麻 (用过核燃料里面都会有一定比例的钸)
因此类似高速增殖炉(快滋生反应炉). 加速器驱动炉. 核燃料再制作工厂一类的技术
在老美的怠惰下拖延了至少30年的空窗时代
一直到了2006大概是石化燃料价格持续走高. 老美才想起这些玩意
日文wiki: 国际原子力パートナーシップ
以及
http://en.wikipedia.org/wiki/Megatons_to_Megawatts_Program
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现在问 "处理核废料要多少钱?"
或许再过个10年20年要改问 "核废料一斤怎麽卖"
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 111.240.156.64
※ 编辑: LionRafale 来自: 111.240.156.64 (02/28 05:54)
※ 编辑: LionRafale 来自: 111.240.156.64 (02/28 05:56)
1F:推 Iser1ohn:这就跟处理炉石一样,以前可以到处乱挖的时候要拜托人埋 02/28 05:56
2F:→ Iser1ohn:现在水泥不能乱踩,炉石就论斤卖了 02/28 05:56
3F:推 tsgd:科技真是日新月异 一日千里啊 02/28 06:22
不论是高速增殖炉. 加速器驱动未临界炉. 或是MOX燃料
这产业链的核心其实都是核燃料再处理工厂
但在日本. 兴建核燃料再处理工厂这件事. 也遭受很强烈的反对运动
就跟我们的核四一样甚至更有过之
[六ヶ所再処理工场] (日文wiki:六ヶ所再処理工场)
位於青森県上北郡六ヶ所村
负责日本全国核能电厂产生的用过核燃料储存. 处理抽出可用铀和钸再制作MOX燃料
是要用来替代原本东海村的再处理工厂任务
不过这个跟台湾的核四命运相似. 遭受强烈的反对势力
工期不断延後. 预算也不断追加
甚至有核电厂拒绝使用MOX燃料以示抗议
诸多反对说法. 争议不断
[六ヶ所村核燃料再処理事业反対运动]
里面会看到很多大家熟悉的说法....例如下面有断层经过. 外泄出来可以杀死多少人等等
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※ 编辑: LionRafale 来自: 111.240.156.64 (02/28 06:32)
4F:→ tsgd:外行的问一句 有没有可能处理到趋近於无啊 或放射性甚低 02/28 06:36
5F:→ tsgd:因为这很直觉地看 的确会有越处理越毒的感受XD 02/28 06:37
我也不是专科. 都是看wiki当兴趣整理来的
照道理来看. 半衰期短相对放射性就高
所以既然要缩短半衰期. 短期间放射性一定会增强....就这段期间要严加看管
锶90和铯137半衰期都约30年. 放30年放射性就会减半
等百年後衰变得差不多. 这些物质也就成了稳定(无放射性)的金属材料. 可回收再使用
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※ 编辑: LionRafale 来自: 111.240.156.64 (02/28 06:48)
6F:→ hazel0093:很多东西政治政策板都有 吱吱不要以为只有政黑会唱反调w 02/28 09:38
7F:→ noonee:就我看来 最主要的理由是不经济 02/28 10:20
8F:→ noonee:利用慢中子打铀的方式 可以输入最少的能源得到最大的能源 02/28 10:20
9F:→ noonee:输出 但是用高速中子打入的方式 能源输入本身就已经很高了 02/28 10:21
10F:→ noonee:也就是说 用这样的方式得到的核能虽然相对安全 但是恐怕 02/28 10:21
11F:→ noonee:一点都不会便宜 02/28 10:21
12F:→ noonee:光是盖加速器和持续提供能量加速中子 维持加速器中子束的超 02/28 10:23
13F:→ noonee:导花的能量和相对应的钱 就已经是一笔不小的支出了 02/28 10:23
14F:→ noonee:另外内文提到自然衰变後的最终点是铅 那刚打完的时候的元素 02/28 10:25
15F:→ noonee:是啥?半衰期是多久? 02/28 10:25
[核分裂产物]
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%A0%B8%E8%A3%82%E5%8F%98%E4%BA%A7%E7%89%A9
短於100年的主要是铯137. 钴90. 钐151. 氪85这些
旁边有个中寿命核分裂产物表写的那些
摘路wiki中文条目内容
重核原子经中子撞击後,分裂成为两个较轻的原子,这就是最初的裂变产物。由於重原子
核的中子含量很高,大约60%(如钸-239含有145个中子),而轻的稳定原子核中子含量较
低(50%~55%),因此裂变产物中都含有过多的中子。这些富含中子的裂变产物都通过系
列β衰变(把中子变成质子的反应)最终变成稳定核,这一过程中将产生一系列放射性裂
变产物,每个β系列都维持质量数不变,都以一个稳定核为终点。例如 氪-92 → 铷-92
→ 锶-92 → 钇-92 → 锆-92
核分裂生成众多不同产物,可以按照质量数分成不同的β系列,而这些不同系列(即不同
质量数)的种类分布也是有规律的。如右图所示,每个重核都大致分裂成大小两个轻核,
一个质量数在86~107之间(氪、铷、锶、钇、锆、铌、钼、鎝、钌、铑、钯、银、镉),
一个质量数在131-148之间(锡、锑、碲、碘、氙、铯、钡、镧、铈、镨、钕、鉕、钐、
铕)
加速器驱动未临界炉. 必须供电给加速器吃掉一部分发电是它的先天弱项
加上过去没有适合的大型加速器设备(现在有了)
所以总合起来发电效率不如高速增殖炉
日文wiki里有提到这是当初日本选择发展高速增殖炉的原因之一
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※ 编辑: LionRafale 来自: 111.240.156.64 (02/28 13:55)
※ 编辑: LionRafale 来自: 111.240.156.64 (02/28 14:13)
16F:嘘 NikonFE2: 然後就爆了 08/02 01:04