Waste Transmutation and Nuclear Energy Generation Using a Tokamak Fusion-Fission Hybrid Reactor

A tokamak fusion-fission hybrid reatcor is proposed as one of candidates for disposal ofthe long-lived actinides and fission product wastes and supply of future energy.To assess thefeasibility of transmutation of long-lived radiowastes using fusion-fission hybrid reactors,afusion core design is presented and several possible conceptual blankets are studied,for,re-spectively,actinides transmutation and fission product transmutation.The results show thatactinides and fission products may be effectively transmuted using the presented hybrid reac-tors.

Nuclear Energy and Its History: Past Consequences, Present Inadequacies and a Perspective for Success

An attempt is made to locate nuclear technology within a logical context considering history, risks, societal catastrophes and perspectives: the need is identified for a new direction in the exploitation in order to restore the role in energy production. We depict the situation coming from a marvelous history of discoveries started at the beginning of the XX century;heroes are recalled who made possible something that is inconceivable today: design, construction and production of electricity in a few years;that history was tainted by intentional nuclear explosions, i.e. the original sin that we are now paying. Then, we attempt to show that the societal risk is an inherent part of the civilization. Restoring the public trust (towards nuclear fission technology) by matching nuclear safety with the current technological status and advancers in risk assessment is the key objective. The “independent assessment”, or a principle for the exploitation of nuclear energy already stated in the 50’s of the previous century, shall then re-appear. This is used to erect the signpost for a “dynamic barricade” to further reduce the risk of operation of nuclear reactors and to match the design with current technological capabilities and with the frontiers of the research.

Viewing the Future of Nuclear Power Plants Following the 2011 Disaster in Fukushima Nuclear Power Plant

Concerning the increasing global energy demand, the current paper considers nuclear energy as a solution. Within this context, the 2011 disaster in Fukushima Nuclear Power Plant and, particularly, the technical disorders in boiling water reactors are explained. The deficiency of safety technique in boiling water reactors is explained. The deficiencies in safety procedure of this type of reactors manifested during 2011 earthquake and subsequent tsunami are explained. To complete the discussion, the newer technologies of reactors enabling them to act more safely during natural disasters are introduced. These investigations indicate that despite improvement in the fission reactor technologies, the danger embedded in them still remains. Therefore, the nuclear fusion using Deuterium-Tritium reaction is the best way forward for energy production in the future, and the best candidate of this type of reactors is Tokamak.

核裂变能钍基熔盐堆中应用的无氧六氟铝酸锂的制备方法

文章提出了一种六氟铝酸锂的制备方法,具体涉及一种应用于核裂变能-钍基熔盐堆无氧六氟铝酸锂的制备方法。克服现有湿法生产六氟铝酸锂方法存在的后处理复杂、产品纯度不达标以及干法生产六氟铝酸锂方法存在的产品含氧量及纯度不达标的技术问题。本发明先在过量的氢氟酸中加入碳酸锂,形成氟化锂,保持较高的温度;然后向其中加入氢氧化铝,通过加入氢氧化铝后瞬时产生的高温,让完全溶解的六氟铝酸一直与过量的锂离子以特定摩尔比进行反应从而以六氟铝酸锂的沉淀沉出,防止由于条件变化水解出氟化铝,多余的锂离子与氢氟酸在较高温度下过滤,热水水洗去除。真空梯度烘干防止水解与氧化,得到水氧含量满足要求的高纯度六氟铝酸锂。

大功率空间核电推进技术研究进展

大功率空间核电推进系统是空间核电源技术和大功率电推进技术的高度融合,具有高能量密度、超高比冲、较大推力的优势,可适用于超大型航天器轨道转移任务、远距离无人深空探测任务、载人火星等大型深空探测任务,能够极大地拓展人类深空探测的能力。本文针对大功率空间核电推进技术,对其工作原理和系统组成进行了介绍,同时开展了关键技术梳理,重点归纳了国内外在技术领域的研究历程和最新进展。

外推-周期法测量ADS模拟装置的次临界度

在ADS次临界中子学研究中,将次临界外堆法和超临界周期法相结合,实验测量了模拟ADS次临界装置中心布置不同缓冲区材料时的有效增殖因子keff和缓冲材料所相当的反应性。实验结果与其它实验方法的结果进行了比较,相互符合较好。

空间核电推进技术发展研究

空间核电推进系统具有高比冲、大功率、大推力和长寿命等特点,广泛适用于未来大型空间探测任务.在调研国外核电推进技术发展和空间应用情况的基础上,针对大型深空探测任务介绍基于核裂变反应堆的核电推进系统国外发展现状,总结核电推进系统所涉及的主要技术内容和已经取得的成果,梳理关键技术,并归纳了核电推进技术的发展趋势,最后对中国发展核电推进技术提出建议.

西安脉冲堆氙、钐反应性分析

对西安脉冲堆裂变产物中毒进行了深入地分析研究。利用脉冲堆物理计算程序计算了西安脉冲堆在不同功率下停堆前后氙(135Xe)和钐(149Sm)反应性变化,得到氙毒和碘坑的计算值,并与实测值进行了比较。结果表明,理论计算值与实测值符合较好, 特别是碘坑值,二者只相差5.7×10-5。碘坑反应性值较小,不会影响启动,即西安脉冲堆停堆后,随时都可以安全启动。

西安脉冲堆计算值和实测结果分析

介绍了西安脉冲堆堆芯布置、计算模型和程序以及计算值与实验测量结果分析。西安脉冲堆在满功率(2MW)下连续运行了72小时,证明西安脉冲堆整个系统和设备是良好的、安全可靠的。根据西安脉冲堆计算值与测量值的比较,证明计算程序可靠,具有较高精度。西安脉冲堆理论计算值与实验测量值符合较好,完全满足工程设计要求,实验测量结果达到了设计指标的要求。

在重水堆中用贫铀作为核燃料的应用研究

对以贫铀和钚组成MOX核燃料替代CANDU堆中的天然铀的可能性进行了探讨，从而开辟贫铀用于核能的途径。经过初步验算，得出了用235U含量为0.25％的贫化铀浓缩残渣和钚组成MOX核燃料（其重量比为99．5：0．5）可以替代CANDU堆中的天然铀来维持重水堆中的链式反应，达到核能利用的目的。并展望了贫铀应用的前景。

我国先进核燃料循环技术发展战略的一些思考

从核裂变能可持续发展的角度,分析了各种核燃料循环方式的特点,指出了核燃料“一次通过”方式不符合核能可持续发展战略。为了充分利用铀资源并实现核废物的最少化,快堆燃料闭式循环是核裂变能可持续发展的根本出路。本文在介绍了国内外核燃料循环关键技术研究现状和发展趋势的基础上,探讨了我国核燃料循环科技的发展战略,并指出了为实现上述发展战略目标应采取的若干措施。

固体径迹探测器测量反应堆功率研究

在零功率反应堆上利用固体径迹探测器直接测量燃料元件内的裂变率，可得到反应堆的功率。同时测量反应堆某位置的热中子通量密度，继而可得到单位功率的热中子通量密度。因此，通过测量该点的任何热中子通量密度即可得到反应堆的运行功率。该方法可以减少与能谱测量有关的修正工作。由于辐照所需的中子通量密度低、时间短，因此与活化法等相比具有明显的优点。

微型反应堆裂变率分布实验研究

利用固体径迹探测器测量处于微型反应堆不同位置的燃料元件内单位体积的裂变率，得到了堆的裂变率分布和总裂变率，并与其它参数相结合，求得了反应堆功率。同时，测量了对应功率下反应堆内辐照座的热中子通量密度，得到单位功率的热中子通量密度，即额定中子通量密度下的运行功率。文章给出的测量方法，避免了金箔法测量反应堆功率所引入的近似假设。

核聚变研究50年

分析了国内外核聚变研究成果现状和发展的趋势 ,对国民经济发展过程中的能源需求作了预测 ,对中国的聚变能源战略和历史机遇 (经济、技术体系、地位 )作了讨论 ,介绍了聚变 裂变混合堆并提出了发展聚变 裂变混合堆的总体设想、研究内容和预期目标。

聚变-裂变混合堆水冷包层中子物理性能研究

研究直接应用国际热核聚变实验堆(ITER)规模的聚变堆作为中子驱动源,采用天然铀为初装核燃料,并采用现有压水堆核电厂成熟的轻水慢化和冷却技术,设计聚变-裂变混合堆裂变及产氚包层的技术可行性。应用MCNP与Origen2相耦合的程序进行计算分析,研究不同核燃料对包层有效增殖系数、氚增殖比、能量放大系数和外中子源效率等中子物理性能的影响。计算分析结果显示,现有核电厂广泛使用的UO2核燃料以及下一代裂变堆推荐采用的UC、UN和U90Zr10等高性能陶瓷及合金核燃料作为水冷包层的核燃料,都能满足以产能发电为设计目标的新型聚变-裂变混合堆能量放大倍数的设计要求,但只有UC和U90Zr10燃料同时满足聚变燃料氚的生产与消耗自持的要求。研究结果对进一步研发满足未来核能可持续发展的新型聚变-裂变混合堆技术具有潜在参考价值。

脉冲堆有限裂变链长的数学期望值分析(英文)

讨论了在一个增殖系统引发一个持续裂变链所需要的平均中子数。在点堆模型基础上,考虑了在t0时刻系统引入一个源中子,在t时刻产生n个中子的概率(n,t0,t),推导了概率生成函数G(z;t0,t)所满足的偏微分方程,并得到了近似解。用近似解计算了Godiva-II脉冲堆的有限裂变链长数学期望值,有限裂变链期望值反比于脉冲堆的反应性。

纵观国际核聚变进展探讨中国核聚变发展的道路

纵观了国际核聚变发展的历史过程，认为托卡马克要成为工程可靠、经济上有竞争能力的一代商用能源，尚有待时日．但作为聚变中子源驱动次临界装置（聚变－裂变混合堆）可解决上述在聚变商用化以前大规模发展核裂变能的四个重要问题（生产核燃料、处理核废料、生产氛及处理军用钚）；保持技术发展的连续性．这种系统由于是次临界的，因而是被动的固有安全的，而且可做到深燃耗或高效率，可以成为我国大规模、可持续发展核能的重要方式，也是推动永久清洁能源─—聚变能发展的重要台阶．本文对国民经济发展过程中的能源需求作了预测，分析了国内外核聚变研究成果现状和发展趋势，对中国的聚变能源战略和历史机遇（经济、技术体系、地位）作了讨论，介绍了聚变－裂变混合堆并提出了发展聚变－裂变混合堆的总体设想、研究内容和预期目标．

核能发电的特点及前景预测

核能发电具有经济、环保、安全的特点,发展和推广核电既能确保能源的可持续发展,也能满足环境保护的需要。近年来,核电发展取得了一定成绩,但其热污染和放射污染问题仍需引起重视并采取相关的措施。

中子时间序列测量系统的研制

在反应堆瞬发中子衰减常数测量、特殊核装置的参数检测、聚变-裂变混合能源堆中子学积分实验等研究中,经常需要探测中子强度随时间的变化关系,从而获得这些装置或者系统的某些物理参数。为此,提出和实现了一套高精度宽量程测定中子时间序列的测量系统。该系统包含两个独立通道,每个通道时间测量量程从1μs～100 ms可调,单次测量可记录中子数目104个,实验测定系统的最好时间分辨小于100 ps。

混合堆作为一种新型洁净核能系统的概念研究

１引言核能是一种经济能源，如果解决好安全问题，其相对危害将远小于燃煤火力电厂。核能主要包括两方面：核聚变与核裂变。聚变能几乎是取之不尽、用之不竭的，将是人类能源问题的最终出路。目前，受控核聚变研究的基本状况是，物理可行性接近解决而工程技术可行性及商业...