您这里说燃耗决定因素的是传统水堆。影响传统水堆燃耗设计的主要因素也不是腐蚀,而是鼓胀和辐射损伤。传统水堆或者别的临界运行堆型燃耗都与k无关,因为k总是1,燃料k有富余。ADS的工作原理与临界堆不一样,燃耗与k有关。据我所知,在不换料的前提下,除了提高第一代中子数量,即离子束流,在k降低时无法维持功率恒定。您是ADS资深专家,如果存在别的解决办法,您一定可以随口说出,但您没有说。 关于一回路放射性问题。雷教授提出的这个问题也是错误的。请雷教授注意,您的想象很有道理,但您提出的ADS次临界反应堆的一回路是与能量高达GeV的质子是无关的,质子只与靶作用,靶系统专门有一个回路,靶周围还有一部分缓冲区,缓冲区的作用一是降低来自靶散裂中子的能量以与反应堆耦合,二是解决靶的冷却问题。 ADS靶的设计有很多方案。您只能说,靶可以设计为质子只与靶相互作用。即使这一前提成立,第一代中子的能谱仍然很宽,中子能量可以达到GeV量级。这些中子是要与一回路冷却剂作用的。即使是第二代,第三代中子,能谱也高于快堆,由它们与冷却剂作用的(n,2n),(n,3n)等反应截面并不低,因此冷却剂被活化要大大高于快堆。 关于更复杂的核反应问题,雷教授的观点也是杞人忧天,“涉及的元素数目巨大。一般核反应堆需要考虑的元素数目大约是百的量级,而ADS中是千的量级。”简直是耸人听闻。这个问题在一回路放射性问题已部分回答了,质子只与靶作用。复杂的核反应只是与靶材料有关,这方面俄罗斯在杜布纳联合研究所进行的ADS研究计划中已进行了测量研究,并发展高能质子束轰击散裂靶特性的计算工具。 您这个回答一定没有咨询做模拟的同事,而且您对这个问题不熟悉。我原文中给的第一篇文献就是讲钨靶被1GeV质子束照射后的模拟结果。其中表6中第一列数字,列的是CEM03.02程序计算初始反应产物量,包括深度散列原子核561种,裂变产物358种,和其它生成方式若干种,共931种原子核。这里还没有考虑超铀元素呢。质子只与靶相互作用是有条件的。第一代中子平均能量高达二三十MeV,是热堆中子平均能量的1000倍以上。它们当然能跟其它材料发生更多类型的反应,产生更多种类的原子核。 另外,学术讨论您最好不要使用“杞人忧天”,“耸人听闻”这样有强烈褒贬意义的词汇,这样会影响您论据的客观性。您觉得我错了,指出来就可以了。 关于功率密度问题。快堆的热量快速带走现在已不是一个问题,请雷教授注意,俄罗斯、法国、日本都有快堆核电站,尽管有些快堆在检修、总结。我国的实验快堆也正常运行,不要充耳不闻,ADS的热量同样靠热容大的铅金属来带走热量的(我国的ADS拟用铅冷却)。 快堆的大功率密度是一个挑战,这是大家都认可的一个事实。就算在快堆中已经解决,ADS功率密度还要高几倍。我说的也只是“能不能带走还需要验证”。目前加速器功率达不到,实验装置也没有,高功率热量能不能带走还没法验证,就算我把耳朵洗干净了,又去哪里听呢? 关于衰变余热问题。雷教授说“困扰普通反应堆的衰变余热问题在ADS中一样存在,并且更糟。”请雷教授注意,困扰普通反应堆的衰变余热问题目前的AP-1000和中国的华龙1号已经解决,它们采取的技术是得到IAEA肯定的。所以ADS的余热问题雷教授大可不必担心。 第一,没有人敢保证AP-1000或者华龙一号已经解决了反应堆衰变余热问题。IAEA肯定也没有用。(其实这里就是所谓的“能动”,“非能动”强制冷却问题。福岛第一电站融掉的反应堆就设计了非能动散热,然而并没有什么用)。第二,ADS是完全不同的堆型,衰变余热的功率密度也更高,别的堆型解决不等于这一堆型解决。
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