钍元素反应堆有什么缺点和优点呢(钍元素反应堆有什么缺点和优点和缺点)

钍元素反应堆有什么缺点和优点?

缺点:1、热中子谱中的增殖是缓慢的,并且需要大量的后期处理技术。而钍反应堆的再处理的可行性仍未得到验证。

2、目前钍反应堆还处于实验阶段,还需要大量的投入来进行研究。

3、与使用传统的固体燃料棒相比,制造和再加工钍燃料的成本更高,但是这个随着钍反应堆在未来的大规模应用,成本可能会进一步下降。

4、钍反应堆在钍-铀循环时会产生铀232,同时它还会发射伽马射线。

优点:1、钍元素储量更多

钍元素在地壳中的储量更丰富,大约是铀元素的三倍,几乎和铅和镓元素的含量一样丰富。而且和铀元素中只有0.7%的铀235适用于核电站外,而占铀矿99.3%的铀238(贫铀)并不适宜核电站不一样的是:钍元素几乎都是适宜核裂变反应的钍232。

这就意味着钍燃料不需要使用昂贵的浓缩铀技术,毕竟几乎所有的天然钍元素都能够直接当做核燃料使用。

另外每单位重量的钍元素产生的能量是铀元素的250倍。

开采钍元素比开采铀元素更安全、更高效。钍的矿石独居石通常含有比其各自矿石中的铀含量更高的钍浓度。这使得钍成为一种更具成本效益且对环境破坏较小的燃料来源。钍矿开采也比铀矿开采更容易且危险性更小,因为该矿是一个露天矿坑,不需要通风,不像地下铀矿,其中氡含量可能有害。

钍的矿石独居石

钍的矿石独居石

2、钍元素的污染更小

与铀反应堆不一样的是,钍元素核裂变的时候不会产生钚元素——钚元素是原子弹的关键催化剂,此外,钍元素这样的乏燃料棒的放射性远低于传统的核废料,理论上当钍用作液态氟化物钍反应堆的燃料时产生的核废料比铀核燃料少1000倍以上,而且和铀元素核废料放射性需要几万年来衰变成安全物质相比,钍元素核废料的放射性在一年或几百年内就能下降到安全水平。

这使得钍元素对于环境的影响更小。

3、钍核电站的安全性更高

如果从安全角度考虑的话,钍元素最大的卖点并不是它的放射性更小,而是钍元素不会自动链式反应。

我们都知道,铀元素核裂变的时候,会释放中子轰击其他的铀原子,从而产生链式反应,最终只要核燃料数量充足,那么铀反应堆就无法停止核裂变反应。

但是钍元素需要一个加速器驱动系统(ADS)反应器,它的主要作用是提供一个外部电子束来启动钍元素的核裂变反应,所以只需要移除这个外部电子加速器就能够让钍元素的核裂变反应停止,这样的话,钍元素核电站就不会发生福岛核电站那样的失控事件。

液态氟化钍反应堆设计为防熔毁。如果发生电源故障或温度超过设定限制,反应堆底部的易熔塞会熔化,将燃料排入地下油箱以进行安全储存。

4、钍反应堆不适用于核武器制造

我们都知道,铀反应堆的一些技术是可以用于制造核武器的。而钍反应堆的副产品制造实用的核弹是很困难的。钍不像铀那样易裂变。所以密集的钍核不会开始分裂和爆炸。

钍反应堆的钚生产率将低于标准反应堆的2%,而且钚的同位素含量将使其不适用于核反应堆。

钍核反应原理?

相较于“可控核聚变技术”技术突破的难度较大,短期内难以商业化运行,现阶段“钍反堆技术”已经比较成熟并开始了商业化试运行。“钍反应堆”的工作原理是钍原子吸收一个中子变成铀233原子,然后由铀233原子再裂变放出能量来发电。

相对于核裂变反应堆此次采用的“钍反应堆技术”采用了钍为原料并将融盐作为传热介质。

钍发电原理?

钍反应堆发电全称实际上是钍基熔盐反应堆发电,相比于过去的核能反应堆的不同之处,就是其内部循环的降温是不是水,既然发电的过程中不会用到水,那么既节省了水资源,也不需要再考虑核废水的问题。

钍不容易产生裂变,它需要在中子的轰击之下转变成铀。钍转换成铀233的转换率高,当一个中子打在钍的原子核上后生成两至三个中子,铀233在发生核裂变链式反应时其脾气温和,轻易控制。人类完全可以将钍基熔盐核人工受控核裂变反应堆堆进行小型化使其得到广泛应用。钍转化成铀233所含的能量最高!

钍反应堆的优缺点?

优势是1钍元素储量更多

钍元素在地壳中的储量更丰富,大约是铀元素的三倍,几乎和铅和镓元素的含量一样丰富。而且和铀元素中只有0.7%的铀235适用于核电站外,而占铀矿99.3%的铀238(贫铀)并不适宜核电站不一样的是:钍元素几乎都是适宜核裂变反应的钍232。

2、钍元素的污染更小

与铀反应堆不一样的是,钍元素核裂变的时候不会产生钚元素——钚元素是原子弹的关键催化剂,此外,钍元素这样的乏燃料棒的放射性远低于传统的核废料,理论上当钍用作液态氟化物钍反应堆的燃料时产生的核废料比铀核燃料少1000倍以上,而且和铀元素核废料放射性需要几万年来衰变成安全物质相比,钍元素核废料的放射性在一年或几百年内就能下降到安全水平。

3、钍核电站的安全性更高

如果从安全角度考虑的话,钍元素最大的卖点并不是它的放射性更小,而是钍元素不会自动链式反应。

我们都知道,铀元素核裂变的时候,会释放中子轰击其他的铀原子,从而产生链式反应,最终只要核燃料数量充足,那么铀反应堆就无法停止核裂变反应。

但是钍元素需要一个加速器驱动系统(ADS)反应器,它的主要作用是提供一个外部电子束来启动钍元素的核裂变反应,所以只需要移除这个外部电子加速器就能够让钍元素的核裂变反应停止,这样的话,钍元素核电站就不会发生福岛核电站那样的失控事件。

液态氟化钍反应堆设计为防熔毁。如果发生电源故障或温度超过设定限制,反应堆底部的易熔塞会熔化,将燃料排入地下油箱以进行安全储存。

4、钍反应堆不适用于核武器制造

我们都知道,铀反应堆的一些技术是可以用于制造核武器的。而钍反应堆的副产品制造实用的核弹是很困难的。钍不像铀那样易裂变。所以密集的钍核不会开始分裂和爆炸。

钍反应堆的钚生产率将低于标准反应堆的2%,而且钚的同位素含量将使其不适用于核反应堆。

钍反应堆的缺点

1、热中子谱中的增殖是缓慢的,并且需要大量的后期处理技术。而钍反应堆的再处理的可行性仍未得到验证。

2、目前钍反应堆还处于实验阶段,还需要大量的投入来进行研究。

3、与使用传统的固体燃料棒相比,制造和再加工钍燃料的成本更高,但是这个随着钍反应堆在未来的大规模应用,成本可能会进一步下降。

4、钍反应堆在钍-铀循环时会产生铀232,同时它还会发射伽马射线。

钍元素是怎么提炼的?

由含钍矿石或其他含钍原料制得纯钍化合物的过程。

工业上常用酸法或碱法分解含钍矿石,再经转化、富集制得钍浓缩物。然后用溶剂草取法或草酸盐沉淀法进一步精制钍浓缩物,获得纯度在99%以上的硝酸钍或草酸钍等产品。

硝酸钍或草酸钍主要用于生产氧化钍或氟化钍,作为制取金属钍的原料。

钍储量最大国家?

全世界独居石产量约78万吨。巴西是最大的钍资源国,其次是土耳其,加拿大和美国。

我国钍资源比较丰富,据不完全统计。20多个省和地区都已发现具有相当数量的钍资源。2005年中国科学院的资料显示,内蒙古白云鄂博矿区钍储量约为22万吨,占全国钍矿产储量28.6万吨的77.3%。

钍的放射性?

钍是一种放射性金属元素。

钍是所有只有放射性同位素的元素中放射性最低的。

钍经过中子轰击,可得铀一233,因此它是潜在的核燃料。金属钍带钢灰色光泽,质地柔软,化学性质较活泼。

钍广泛分布在地壳中,是一种前景十分可观的能源材料。

钍元素主要分布在我国哪里?

我国是贫铀富钍,拥有的钍资源储量约为30万吨,仅次于位居全球第一的印度。就目前来看,我国的钍资源广泛分布在全国23个省市和地区,具体包括内蒙古、广东、海南、湖南、四川、河北、云南、安徽等,其中,包头白云鄂博占我国钍储量的77%左右。

尽管我国钍资源储量丰富,但开采出来的量远不能满足国内市场需求,导致市场对国外进口的依赖性较大,并且近年来进口依赖程度逐年提升。

钍核电站为什么没有普及?

第一:目前大部分反应堆是基于铀的,我们对钍燃料并不熟悉,不敢贸然适用。当前铀燃料非常充足,研发钍燃料没有什么经济利益,也就没人投钱资助研究。

第二:氧化钍加工温度比氧化铀高出500多度,且化学性质更稳定。这使得钍燃料的加工与提纯难度较大。

第三:钍燃料在用过后,短期内辐射比铀燃料大。其实,之所以不担心钍燃料与核武器挂钩,就是因为用过的燃料有很强的γ辐射,会干扰控制武器的电子器械。用过燃料的强辐射性使得回收的成本变得很高。

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