基于可裂变材料中子增殖的次临界核废料处理与核燃料生产的方法和系统

摘要

本发明公开了一种基于可裂变材料中子增殖的次临界核废料处理与核燃料生产的方法和系统，在外中子源产生区外依次包围有锕系元素处理区、可裂变燃料增殖区、裂变产物处理区、反射与屏蔽区，各区之间用结构材料分隔，锕系元素处理区包括：锕系元素、可裂变燃料混合物及包覆结构材料；可裂变燃料增殖区包括：天然铀或钍或贫铀及包覆结构材料；裂变产物处理区包括：高放裂变产物及包覆结构材料、中子慢化剂。反射与屏蔽区由石墨、碳化硼、不锈钢、铅等组成。本发统通过中子反应，使长寿命高毒性的裂变产物转变成稳定无毒性或者短寿命低毒性的裂变产物。

主权项

1、基于可裂变材料中子增殖的次临界核废料处理与核燃料生产的方法，其特征在于通过聚变反应或者高能质子与靶材料发生的散裂反应产生外源中子，这些外源中子进入长寿命放射性锕系元素处理区，与锕系元素处理区中锕系元素发生裂变反应，同时与其中的可裂变钚239或铀233发生裂变反应生产大量的新中子；这些中子部分进入可裂变燃料增殖区中，与其中贫铀或者天然铀或者天然钍发生中子俘获反应，生成可裂变的钚239或铀233，以供给锕系元素处理区的再循环使用，或者输出作其它用途；从可裂变燃料增殖区泄漏的中子进入裂变产物处理区，与其中混合在中子慢化剂中的放射性裂变产物发生俘获反应，使长寿命高毒性的裂变产物转变成稳定无毒性或者短寿命低毒性的裂变产物，各个区中产生的热量采用冷却剂冷却，各区之间采用结构材料分隔，整个系统采用屏蔽材料屏蔽。