要弄清楚铀和钍作为核燃料的事,重要的是分清楚fissile,fissionable和fertile这三个概念的区别。fissile是指易裂变核素,如U-235,U-233和Pu-239等,它们能够发生裂变反应且在适当条件下能够持续链式反应;fissionable是指可裂变核素,fertile则是指可转换核素,像U-238和Th-232这两种核素都既是fissionable也是fertile(但不是fissile),前者通过与中子反应后生成Pu-239,后者则生成U-233(中间经由Pa-233衰变而来)。反应堆特别是核电厂用的核燃料通常是fissile核素,现在的大部分核电厂(PWR、BWR、VVER)用的是一定富集度的U-235(除了一些CANDU堆),而天然铀矿的丰度只有0.72%左右,因此,需要根据需要进行浓缩(enrichment),也就是所谓的同位素分离,方法有很多,比如气体扩散、高速离心、气体喷嘴、激光分离等等,也可以用化学分离,但很少。用钍做燃料的话,它只是fissionable,能够产生裂变反应(产生能量),同时它又能转换成U-233,后者需要从复杂的核反应产物中(包括Pa)分离提取,一般采用化学分离手段。 |