使用三氟化硼作為中子吸收劑,可極大提升高溫氣冷堆的安全性
- 發布時間:2022-11-08
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近期,俄羅斯科學家提出了一種使用三氟化硼作為高溫氣冷核反應堆的新型中子吸收劑,這將大大提高自20世紀中葉以來開發的此類反應堆的安全性。相關研究成果發表在《原子能》雜志上。
在設計和維護相對簡單的情況下,高溫氣冷堆的效率高達50%左右,燃料效率也很高,可以不充電運行十年左右。此外,它們的體積可能相對較小。這些優勢使得高溫氣冷堆成為向偏遠地區如極北地區的居民點和企業保證能源和熱量供應的最佳解決方案。但從20世紀中期開始,一些技術問題沒有得到解決,使其系列化生產不經濟。
托木斯克理工大學研究人員開發了一種新方法來監測高溫氣冷堆的反應性,這大大提高了其安全性。它是基于使用氣態三氟化硼作為核燃料釋放的中子吸收劑。
該大學核燃料循環系助理弗拉基米爾·克尼舍夫(Vladimir Knyshev)表示,三氟化硼使得在偏離標準時迅速影響反應堆中子物理參數的變化成為可能。使用新型吸收劑不僅有助于更有效地控制核反應,而且其濃縮版本也非常適合反應堆的安全緊急停堆。他說,三氟化硼的主要優點是,它可以在高達1000℃的溫度下保持氣態而不分解。這種化合物毒性很大,但在常溫下普通水中會完全中和。
據悉,這項研究成果是基于此前托木斯克理工大學研制的具有氦氣除熱功能的高溫氣冷堆。反應堆采用模塊化設計,可以優化解決各種能源問題。