反应堆换料

条目

历史版本

一镑天然铀（约1立方英寸）在反应堆中生产的能量和在普通电站中烧5吨煤所产生的能置一样多，虽然这时只烧了天然铀[yóu]原子的0.3%，即只约烧了可裂变的U原子的40%。可燃烧的铀的百分比是受到限制的，因为裂变材料的量不足以维持连锁反应的阶段终究会到来。此外，裂变产物在燃枓包壳内因膨胀和燃料元件的变形会产生压力。当燃料元件达到所要求的燃耗时，就必须从堆中取出（记住，它这时有强烈的放射性），并用新元件代替之。这个过程叫做反应堆换料，简称换料。

介绍

在大型气冷堆中，反应堆的换料是在反应堆运行时进行的。用安装在反应堆顶部的远距离控制装料——卸料机来完成换料操作，用这台机器先卸去屏蔽塞子，并封住压力容器的上面，然后再卸下燃料孔道的盖子。燃烧过的元件从孔道提升到有厚屏蔽的装料——卸料机内，然后用新元件置换。当这种机器内装满额定数量的元件时，把它运到能放出元件的地方，通过一个屏蔽沟槽将元件卸入大型水槽（称为冷却池）内，冷却池既屏蔽也冷却燃烧过的元件。自然要将装料——卸料机设计得能绝对安全地操作，因此它必须屏蔽住堆芯上面未堵塞的孔道，还必须屏蔽机器内部装的燃烧过的燃料元件，防止气体或污染物外逸，以及还要冷却燃料元件（当燃料元件从堆中取出时，裂变产物在其中产生的热，除非给予外部冷却，否则将足以使它过热）。

在轻水堆中，由于许多原因，不停堆就换料是不可能的。这种反应堆通常每年停堆一次，大约更换三分之一的堆芯。这种操作包括给反应堆压力容器上部的管道注水，卸下压力容器的顶盖，向外一次提出一个燃料元件，并装入充满水的空腔中，然后沿着孔道将它们运往保存水池。

核反应堆换料是反应堆运行管理中的一个特殊环节，是为反应堆运行服务的一个组成部分。需要根据运行的实际情况决定是否换料：当反应堆己达到了最大燃料周期，丧失了剩余反应性；当反应堆内燃料元件破损数目已达到千分之一以上；回路污染严重而不能正常运行时；反应堆堆芯结构件有重大损伤；控制棒失灵，或其他事故使反应堆不能正常运行时。