行波堆[新型的核反应堆]

行波堆

新型的核反应堆

行波堆：Traveling Wave Reactor不同于现有商业化的堆，通过对抑制堆芯燃料的分布和运行，核燃料可以从一端负级启动点燃，裂变产生的多余中子将周围不能裂变的U-238转化成Pu-239，当达到一定浓度之后，形成持续的裂变反应，同时开始焚烧在原位生成的燃料，形成行波。行波以增殖波先行焚烧后增殖，一次性装料可以连续运行数十年甚至上百年（如图1所示，图中红色代表铀-238，淡绿色代表钚-238，黑色代表裂变产物。在格子里的蓝色强度代表中子通量密度）。为维持运行，堆芯燃料部分保持常规的大小质量，通过核工程师们熟知的方式利用核能：通过蒸汽发生器将核反应产生的热量带出堆芯，转换为蒸汽的动能进而推动汽轮机做功，产生电能。除最初的启动源需要浓缩铀，其他所有燃烧都可以来自天然的材料。因此不需要分离浓缩。形象的说，行波堆像蜡烛，用火柴点燃后逐渐烧尽，并可以点燃其他蜡烛。

基本信息

中文名行波堆

外文名Traveling Wave Reactor

拼音háng bō duī

行波堆的想法可追溯到20世纪，1958年Saveli Feinberg首次提出了反应堆堆芯自增殖的概念，并称之为“breed and burn”反应堆。Michael Driscoll 对这一概念进行了更深入的研究，并在1979年发表了相关的论文。此后，1988年Lev Feoktistov，1995年EdwardTeller和Lowell Wood，2000年Hugo van Dam 以及2001年HiroshiSekimoto也先后发表了相关的研究论文。

迄今为止，全球还没有建造真正的TWR。但是2006年，Intellectual Ventures成立了一家名字叫做TerraPowerLLC的子公司，对这种行波堆的概念进行工程化设计和经济性评价。

TerraPower设计了低功率到中等功率（30万千瓦）到大功率（约100万千瓦）的几种不同的级别的反应堆，开发出了一个实用的设计。

IntellectualVentures公司已获得了该技术的专利，正和一家反应堆制造商讨论专利许可事宜。尽管仍有一些基本的设计问题需要加以解决，如反应堆如何在事故条件下运行的精确模型等，但有关方面认为，一个商业化反应堆可在2020年初开始运行。IntellectualVentures 公司认为，在核工业全面复兴和核燃料供应紧张的情形下，行波堆设计沿着这条路走下去一定会吸引更多人的目光