用于轻水堆的钍燃料——核动力燃料循环扩散的前景下降

摘要

用钍作为核燃料的增生成分可以大幅度降低轻水堆燃料循环的扩散的可能性。钍应用带来的主要挑战在于设计出一种必须能够防止扩散、经济上又可行的堆芯和燃料循环。本文介绍了拉德考斯基钍反应堆(RTR)设计对此一挑战的回答。迄今为止,这种设计已用于俄罗斯1000MW压水堆,名为VVER-1000的设计。初步参考设计的主要成果如下: (1)与现有的VVER设计相比,RTR乏燃料中的钚含量减少了80%; (2)RTR一钚的同位素成分极大地提高了预知核爆炸并使之降低能级的概率; (3)极高含量的23sPu可导致相当多的热辐射,使得以RTR～Pu为基础的(钚基)爆炸装置设计上更为复杂; (4)再处理和再利用RTR乏燃料中的可裂变成分,其经济上的刺激减少了。对于RTR堆芯和循环来说,一次性循环在经济上最为合理; (6)综合上述各项因素来看,以RTR燃料替代当代核反应堆用的标准(铀基)燃料可以造成防止核武器扩散的强大屏障。这一屏障连同现有的防护措施和手段,足以将民用核动力与军用核动力截然分开; (6)RTR设计适用于现有核电厂,可保证其经济可行性; (7)与标准的VVER燃料相比,这种循环在废物处置要求、天然铀需求及其制造费用方面都有所降低,其燃料循环成本大约降低20％。