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美国科学家提议用乏核燃料处理获取聚变电站所需氚

2025-08-19 09:16     来源:中国核技术网     美国 乏核燃料处理 聚变电站 美国

8月18日塔斯社消息,据美国化学学会(ACS)新闻处报道,洛斯阿拉莫斯国家实验室(LANL)科学家特伦斯·塔尔诺夫斯基(Terence Tarnowski)提议将乏核燃料(SNF)放入特殊增殖反应堆中处理,以获取未来热核反应堆运行所需的氚,使用SNF作原料可降低这种氢同位素的成本。

塔尔诺夫斯基称,目前每公斤氚价格约3300万美元,美国尚无生产氚的设施,市场上这种重氢同位素供应短缺。

他解释,氚是未来聚变电站燃料的关键元素。地球上氚总储量达数百公斤,而一座发电量1千兆瓦时的聚变电站每年需约55公斤氚。

这迫使科学家寻找新生产氚的方法,如在聚变反应堆内利用中子与锂 - 6原子相互作用、在传统核反应堆中利用裂变元素衰变生产氚。目前科学实验使用的氚很大一部分通过这种方式生产,但产量不足以满足未来聚变发电需求。

考虑到这些情况,塔尔诺夫斯基提出特殊增殖反应堆概念。在该反应堆中,乏核燃料将受到相对低功率粒子加速器产生的粒子束辐照,粒子与不稳定原子相互作用导致原子衰变并产生中子流,中子流与其他粒子相互作用产生大量氚原子。

塔尔诺夫斯基目前估计,一套这样的装置每年可生产约2公斤氚,相当于加拿大所有反应堆的氚总产量,比聚变反应堆添加锂 - 6在相似能耗条件下的理论产量高出约十倍,商业前景良好。



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