[发明专利]含钍的核燃料棒束以及包含这种核燃料棒束的核反应堆

说明书

本发明公开了用于核反应堆的多种燃料棒束。在一些实施例中，这些燃料棒束包括：第一燃料元件，所述第一燃料元件包含二氧化钍；第二燃料元件，所述第二燃料元件包含具有第一裂变物质含量的铀；以及第三燃料元件，所述第三燃料元件包含具有第二裂变物质含量的铀，所述第二裂变物质含量不同于所述第一裂变物质含量。本文也公开了使用这些燃料棒束的核反应堆，包括加压重水核反应堆。具有不同裂变物质含量的铀可包括天然铀、贫化铀、回收铀、稍浓缩铀和低浓缩铀的不同组合。

背景技术

本发明涉及含钍的核燃料棒束，其用作核反应堆的核燃料。

核反应堆利用链式核反应(即，核裂变)产生能量，其中在链式核反应中，一个自由中子被核燃料(例如铀235(²³⁵U))中的裂变原子核吸收。当该自由中子被吸收后，该裂变原子分裂成多个更轻的原子并释放更多的自由中子以被其它裂变原子吸收，从而形成链式核反应，这在业界是熟知的。链式核反应所释放的热能通过多种其它方法被转换成电能，这些其它方法也是本领域技术人员所熟知的。

发明内容

在本发明的一些实施例中，公开了一种用于核反应堆的燃料棒束。该燃料棒束包括：第一燃料元件，所述第一燃料元件包含二氧化钍；第二燃料元件，所述第二燃料元件包含具有第一裂变物质含量的铀；以及第三燃料元件，所述第三燃料元件包含具有第二裂变物质含量的铀，所述第二裂变物质含量不同于所述第一裂变物质含量。

本发明的一些实施例提供了制造和使用用于核反应堆的燃料棒束的方法。该燃料棒束包括：第一燃料元件，所述第一燃料元件包含二氧化钍；第二燃料元件，所述第二燃料元件包含具有第一裂变物质含量的铀；以及第三燃料元件，所述第三燃料元件包含具有第二裂变物质含量的铀，所述第二裂变物质含量不同于所述第一裂变物质含量。

而且，本发明的一些实施例提供了一种具有至少一个燃料棒束的核反应堆。该燃料棒束包括：第一燃料元件，所述第一燃料元件包含二氧化钍；第二燃料元件，所述第二燃料元件包含具有第一裂变物质含量的铀；以及第三燃料元件，所述第三燃料元件包含具有第二裂变物质含量的铀，所述第二裂变物质含量不同于所述第一裂变物质含量。

在一些实施例中，任何上述燃料棒束和方法被使用在加压重水反应堆，例如，燃料棒束包括：第一燃料元件，所述第一燃料元件包含二氧化钍；第二燃料元件，所述第二燃料元件包含具有第一裂变物质含量的铀；以及第三燃料元件，所述第三燃料元件包含具有第二裂变物质含量的铀，所述第二裂变物质含量不同于所述第一裂变物质含量。其中，这些燃料棒束位于一个或多个管内，管内容纳有加压水，该加压水流过这些燃料棒束，从这些燃料棒束吸收热量，并在这些燃料棒束的下游做工。

通过考虑下面的详细说明和附图，本发明的其它方面将变得更加明显。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的核燃料棒束的横截面示意图。

图2是根据本发明第二实施例的核燃料棒束的横截面示意图。

图3是根据本发明第三实施例的核燃料棒束的横截面示意图。

图4是根据本发明第四实施例的核燃料棒束的横截面示意图。

图5是根据本发明第五实施例的核燃料棒束的横截面示意图。

图6是根据本发明第六实施例的核燃料棒束的横截面示意图。

图7是根据本发明第七实施例的核燃料棒束的横截面示意图。

图8是应用图1-7所示的任何一个燃料棒束的核反应堆的示意图。

具体实施方式

在对本发明的实施例进行详细描述之前，应当理解本发明不限于以下描述所阐述的或以下附图所例示的元件构造和安排的细节。本发明可采用其它实施例并以不同的方式进行实施。