[发明专利]点火区－再生区反应堆

摘要

点火区－再生区型核反应堆堆芯(10,100)用于燃烧钍燃料以及常规的反应堆燃料,包括防扩散浓缩铀和武器级或反应堆级钚。在第一实施例中,堆芯(10)是完全防扩散的,即,无论是反应堆燃料还是产生的废物都不能用于制造核武器。在本发明的第二实施例中,堆芯(100)用于燃烧大量的武器级钚以及钍,并提供一种方便的机制,用于破坏储存的武器级钚并使之转化为电能。两个实施例的堆芯都包含多个点火区－再生区单元(12,102),它们具有位于中央的点火区(18,104),它们被环形的再生区(20,106)包围。点火区包含铀或钚燃料棒(22,110),而再生区包含钍燃料棒(26,118)。慢化剂/燃料体积比值以及点火区和再生区的相对尺寸是优化的,从而这两个实施例都不产生能用于制造核武器的废物。还结合第一实施例采用一种新的换装燃料方案,以最大限度地利用点火区燃料,并进一步确保烧过的燃料不能用于制造核武器。

主权项

1.一种具有包括多个点火区-再生区单元的堆芯的核反应堆，其特征在于，每个所述点火区-再生区单元包括：a)中央点火区，所述点火区包括由裂变物质构成的点火区燃料元件，所述裂变物质包括U-235和U-238，其比值约为20％U-235与80％U-238；b)环形再生区，它围绕所述点火区，并包含再生区燃料元件，所述燃料元件主要包括钍和大约10％体积或更少的浓缩铀，其中有20％或更少的U-235；c)在所述点火区中的慢化剂，慢化剂对燃料的体积比值在大约2.5至5.0的范围内；以及d)在所述再生区中的慢化剂，慢化剂对燃料的比值在大约1.5和2.0的范围内。