热原子袖珍物:俄罗斯科学家找到提高反应堆安全性的方法

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核反应堆 - 俄罗斯卫星通讯社, 1920, 25.07.2022
托木斯克理工大学(TPU)的科学家们提出了一种用于高温气冷核反应堆的新型中子吸收剂的新方法。他们说,这一研究成果将有助于大大提高自20世纪中叶以来开发的这类反应堆的安全性。
高温气冷堆 (HTGR) 是低功率核装置,其中使用气体而不是液体来去除接收到的能量。专家介绍说,这种类型的反应堆产生电力和高温热量,用于制氢、海水淡化和中央供热。
文章发表在《原子能》杂志上(Atomic Energy )。托木斯克理工大学的科学家说,在设计和维护相对简单的条件下,高温气冷堆的效率高达50%左右,燃油效率叶非常高,因此无需充电即可运行约十年。此外,它们的体积可能相对较小(例如,放置在宇宙飞船中——编者注)。
专家解释说,这些品质使高温气冷堆成为确保向难以到达地区(如极北地区)的定居点和企业供应能源和热量的最佳解决方案。然而,自20世纪中叶以来,一些技术问题仍未解决,使其系列生产在经济上不划算。
托木斯克理工大学的科学家开发了一种监测高温气冷堆反应性的新方法,这极大地提高了其安全性。它建立在使用气态三氟化硼作为核燃料所释放的中子的吸收剂的基础上。
托木斯克理工大学 - 俄罗斯卫星通讯社, 1920, 17.06.2022
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“高温气冷堆系统是中国、俄罗斯、美国、英国所建造的现代核能的迫切系统。由于我们的研究成果,诸如英国Windscale事故般的高温气冷堆不受控制的核反应将变得极不可能”,托木斯克理工大学核燃料循环部助理弗拉基米尔·克内舍夫说。

使用新的吸收器不仅有助于更有效地控制核反应:科学家介绍说,它的浓缩版本也非常适合安全紧急中止反应堆。
“三氟化硼使得在偏离标准时快速影响反应堆中子物理参数的变化成为可能”,克内舍夫说。
研究作者称,三氟化硼的主要优点是能够在高达1000°C的温度下保持气态并且不会分解。科学家解释说,这种化合物的毒性很大,但在室温下在普通水中会完全中和。
这项研究成果建立在托木斯克理工大学之前开发的具有氦热去除功能的高温气冷堆的基础上。大学介绍说,这种类型的反应堆采用模块化设计,可以对其进行优化以解决各种能源问题。
目前,研究团队正在继续测试新系统,准备在实际生产条件下使用新系统。
托木斯克理工大学 - 俄罗斯卫星通讯社, 1920, 01.07.2022
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