5.液态金属快中子增殖反应堆
这种反应堆产*的燃料比消耗的多。它们“繁殖”燃料,因为会在运行过程中由于中子俘获而产*裂变燃料。就效率而言,这些反应堆的功能非常类似于压水堆,并且不需要高压密封,因为液态金属不需要保持高压,即使在非常高的温度下也是如此。该反应堆主要有两种类型,铅冷堆和钠冷堆。
(1)铅冷堆
神秘的阿尔法级核潜艇
铅冷却使用铅作为液态金属提供了极好的辐射屏蔽,并允许在非常高的温度下运行。此外,铅对中子是可穿透的,因此冷却剂中损失的中子较少,冷却剂也不具有放射性。与钠不同,铅大多是惰性的,因此爆炸或事故的风险较小,但从毒理学和处置的角度来看,使用如此大量的铅可能是有问题的。这种类型的反应器通常使用铅铋共晶混合物。在这种情况下,铋会出现一些轻微的辐射问题,因为它对中子不太友好,而且比铅更容易转化成放射性同位素。俄罗斯阿尔法级潜艇使用铅铋冷却快堆作为主要动力装置。
(2)钠冷堆
对于钠冷堆,钠相对容易获得和使用,它还能有效防止浸入其中的各种反应堆部件的腐蚀。然而,钠在暴露于水时会剧烈爆炸,所以必须小心。日本的孟州反应堆在1995年发*了钠泄漏,直到2010年5月才得以重启。
6.熔盐堆(MSR)
熔盐堆示意图
熔盐反应堆将燃料溶解在氟化物盐中,或者使用氟化物盐作为冷却剂。熔盐反应堆具有许多安全特性、高效率和适合车辆的高功率密度。值得注意的是,它们的核心没有高压或易燃成分。熔盐堆使用钍作为燃料,作为一种增殖反应堆类型,它可以对乏燃料进行再加工,提取铀和超铀元素,与目前使用的常规一次性铀燃料轻水反应堆相比,只留下0.1%的超铀元素废物。它们产*的少量放射性裂变产物不可再加工,需要像常规反应堆一样进行处理。