核能或火力 -- 真相與謊言的懶人包MKII


stunmaker wrote:
1.重金屬: 回收使用
2.MA,如錼-237,鎇-241,鋦-244 : 核變換 (核分裂)
3.長壽命FP,如碘-129,鎝-99 : 核變換 (中子捕獲)
4.FP,如鍶-90,銫-137 : 地層處置
5.其他物質 : 地層處置
其中2.3要在加速器驅動未臨界爐(ADS)中完成. 原理是把質子加到高速,接著撞擊靶材,
會跑出各種能量的中子讓核廢產生嬗變(Transmutation),從半衰期長的核素轉變成短的.
P&T方案好處很多,除了免去失敗率高的FBR,又可大量節省地層處置的時間空間,若一切
順利隔離期只要300年. 此技術目前仍在研究階段.


90Sr和137Cs也可以做核轉換(核嬗變),不是一定只能深埋。
ADS是次臨界,它有連鎖反應,但連鎖反應產生的中子數比消耗的少,所以需要額外加中子以維持反應。
FBR也可以用來做核嬗變,且FBR的技術發展比ADS完整,但FBR的效率不如ADS就是了,因為FBR在消滅MA的同時,也會產生MA。

stunmaker wrote:
我的疑問是,如果將鈽製成MOX,再燒過一次偶數中子的鈽同位素還是會累積不是嗎?
在只有P&T而沒有FBR的情況下,鈽的問題似乎還是不能解決?


鈽也可以用ADS來轉換,但沒有用FBR那麼經濟。雖然多次燃料循環後仍會有鈽,但燃料利用率大增,意味著同發電量下,高階核廢的量少很多,不管要用哪一種方式處理都比較省事。

chlorite wrote:
90Sr和137Cs也可以做核轉換(核嬗變),不是一定只能深埋。

鈽也可以用ADS來轉換,但沒有用FBR那麼經濟。雖然多次燃料循環後仍會有鈽,但燃料利用率大增,意味著同發電量下,高階核廢的量少很多,不管要用哪一種方式處理都比較省事。



鍶-90,銫-137目前看到的資料都寫最終處置,不過這個不重要...
...are not easily transmuted because they have low neutron absorption cross sections.
有疑問的還是鈽,我前文寫的被歸為double strata,抽掉的鈽沒有進入ADS



如你說的鈽也用ADS嬗變,需要single strata,只把鈾跟FP拿走,鈽跟MA,LLFP等一起進到ADS




single strata看起來沒問題,
而我想問的是double strata中,鈽(以MOX的形式?)拿回LWR燒,偶數中子鈽同位素越積越多怎麼辦?

stunmaker wrote:
鍶-90,銫-137目前看到的資料都寫最終處置,不過這個不重要...
...are not easily transmuted because they have low neutron absorption cross sections. ...(恕刪)


中子吸收效率不好,還有其它方式。如photo transmutation。只要想處理,都可以找到方案,只是值不值得做罷了。


stunmaker wrote:
有疑問的還是鈽,我前文寫的被歸為double strata,抽掉的鈽沒有進入ADS
如你說的鈽也用ADS嬗變,需要single strata,只把鈾跟FP拿走,鈽跟MA,LLFP等一起進到ADS
single strata看起來沒問題,


這個跟single strata還是double strata無關。這兩個詞是用來描述「傳統的燃料再處理」和「加入核嬗變的燃料再處理」的,並沒有強制規定double strata就一定不能針對鈽去處理。只是因為鈽通常被視為資源,是打算被放入FBR當燃料的。且鈽即使是深埋,因為其化學特性的關係,危害人類的機率也不高。所以現階段核嬗變處理很少提到鈽。


stunmaker wrote:
而我想問的是double strata中,鈽(以MOX的形式?)拿回LWR燒,偶數中子鈽同位素越積越多怎麼辦?


用LWR燒MOX,鈽-240、鈽-242的比例會增加,所以才會規畫未來用快中子爐多次循環。真要丟進ADS處理也不是不行,同樣要看值不值得這麼做。
chlorite wrote:
這個跟single strata還是double strata無關。這兩個詞是用來描述「傳統的燃料再處理」和「加入核嬗變的燃料再處理」的,並沒有強制規定double strata就一定不能針對鈽去處理。只是因為鈽通常被視為資源,是打算被放入FBR當燃料的。且鈽即使是深埋,因為其化學特性的關係,危害人類的機率也不高。所以現階段核嬗變處理很少提到鈽。



你提的這段不是我最開始的疑問嗎? 726樓
也就是在沒有FBR只有ADS的情況下,鈽只是被分開,而沒有被處理.

所以我才想請教只有ADS又想處理鈽...要怎麼做.
(我貼的圖上只顯示鈽"重回LWR",所以不太懂它的邏輯...)
stunmaker wrote:
也就是在沒有FBR只有ADS的情況下,鈽只是被分開,而沒有被處理.


乏燃料再處理的現況是:分離的鈽有部分被拿去做成MOX,其它的存放起來。LWR難以應付多次循環的MOX,而存放太久的鈽也因為衰變產物的問題,很難再製成MOX。所以解決鈽還是要仰賴FBR。


stunmaker wrote:
所以我才想請教只有ADS又想處理鈽...要怎麼做.


ADS實質上是一種FNR(快中子爐),它也是用快中子來分裂超鈾元素(包括鈽)。只是傳統的FNR啟動以後,自己可以提供足夠的中子維持連鎖反應。但ADS要靠加速器持續提供中子,不然連鎖反應會停止,在ADS中,用來分裂原子的,有一部分是來自加速器,一部分是這些超鈾元素分裂後釋出。所以用ADS處理鈽和處理MA沒什麼兩樣。
chlorite wrote:
所以用ADS處理鈽和處理MA沒什麼兩樣。



有沒有可能(純猜測)

1.鈽放ADS發電量比在FBR的少?
2.ADS操作昂貴,發電賣錢還不如輸入的成本?
3.鈽跟MA混在一起很費工?

如果沒有很明確的答案,就先以"技術研發中"帶過去.
反正知道以原理而言,鈽確實可以處理即可.

另個想法是,FBR現行開發案鈉冷居多難度過高(法國有氣冷但是好小),
ADS會不會當成過渡期或替身使用?!
貌似開發成功率較高?
stunmaker wrote:
1.鈽放ADS發電量比在FBR的少?


如果光看原本就有鈽放出的能量,不會比較少。但在FBR中,因為有鈾-238,會一直產生新的鈽,所以每單位燃料的發電量比較高。

stunmaker wrote:
2.ADS操作昂貴,發電賣錢還不如輸入的成本?

這個有可能,ADS的主要目本來就不是為了發電,是為了處理TRU。ADS所發的電,有大約1/3被自己用掉了,剩下2/3賣掉賺的錢,不知道能不能支付加速器的操作成本。

stunmaker wrote:
3.鈽跟MA混在一起很費工?


比較複雜是當然的,除了要考量鈽的整體濃度外,還要考慮鈽同位素的比例,以維持ADS能在次臨界的狀態下操作。

stunmaker wrote:
另個想法是,FBR現行開發案鈉冷居多難度過高(法國有氣冷但是好小),
ADS會不會當成過渡期或替身使用?!
貌似開發成功率較高?


ADS是以現有的加速器,加上一個反應爐和周邊設施,技術上可行但還在概念階段;FBR雖然已經有商轉例子,但妥善率不高。兩者各有其技術門檻,哪個開發成功率較高以我淺薄的知識無法判斷。但我想只要錢砸下去,成功率都不低。1940年代,在戰爭的壓力下,曼哈頓計畫在五年內就建立了整套鈾同位素分離技術和核燃料再處理技術,把原子彈製造出來。

chlorite wrote:
哪個開發成功率較高以我淺薄的知識無法判斷。但我想只要錢砸下去,成功率都不低。1940年代,在戰爭的壓力下,曼哈頓計畫在五年內就建立了整套鈾同位素分離技術和核燃料再處理技術,把原子彈製造出來。



謝謝,幾次交換意見後,應該可以把這部分的資訊整理好.
至於資金問題,不知道比爾蓋茲打算出多少在核電上...
chlorite wrote:
如果光看原本就有鈽...(恕刪)


這樣寫應該還算簡單明瞭?? 有錯請指證

接著簡介Partitioning & Transmutation
最開始跟法國方案一樣,將鈽/鈾自乏燃料棒取出,接著對剩餘的成分做群分離(Partitioning).

1.重金屬: 視情況回收使用
2.MA,如錼-237,鎇-241,鋦-244 : 核變換(核分裂)
3.長壽命FP,如碘-129,鎝-99 : 核變換(中子捕獲)
4.FP,如鍶-90,銫-137 : 地層處置
5.其他物質 : 地層處置

其中2.3要在加速器驅動未臨界爐(ADS)中完成. 原理是把質子加到高速,接著撞擊靶材,
會跑出各種能量的中子讓核廢產生嬗變(Transmutation),從半衰期長的核素轉變成短的
(MA不可能一次清除殆盡,要不斷在循環中消耗). P&T方案好處很多,鈽鈾取出節省空間,
LLFP跟MA核變換節省時間,若一切順利剩餘廢料只要隔離300年.

在最佳設定下,鈽應該重製成MOX,交給FBR處理(LWR又會出現偶數中子鈽同位素的問題),
萬一沒有FBR,理論上ADS有快中子,也是有能力處理,只是P&T目前仍在研究階段,沒有太多
明確資訊. 和前面法國方案的差別是,MA被分離出來,不會進入FBR中.

剛看到中國時報的專訪
沒想到新任的工研院劉文雄院長是美國請回來的電力專家...

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