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熔盐堆[molten salt reactor, MSR]是核裂变反应堆的一种,其主冷却剂[primary coolant]是一种熔融态的混合盐,它可以在高温下工作(可获得更高的热效率)时保持低蒸汽压,从而降低机械应力,提高安全性,并且比熔融钠冷却剂活性低。
核燃料既可以是固体燃料棒,也可以溶于主冷却剂中,从而无需制造燃料棒,简化反应堆结构,使燃耗均匀化,并允许在线燃料后处理。熔盐堆同样以液体氟化钍反应堆[liquid fluoride thorium reactor,LFTR]而闻名,其缩写与“lifter”发音相同。
在许多设计方案中,核燃料溶于熔融的氟盐冷却剂中,形成如四氟化铀(UF4)等的化合物。堆芯用石墨做慢化剂,液态熔盐在其中达到临界。液体燃料反应堆设计有着与固体燃料反应堆明显不同的安全重点:主反应堆事故可能性减少,操作事故可能性增加。
最新的研究着眼于高温-低压主冷却回路的实际优势。许多现代设计方案采用陶瓷燃料在石墨基质中均匀分布,熔盐则提供低压、高温的冷却方式。熔盐能更有效地将热量带出堆芯,从而降低对泵、管道以及堆芯尺寸的要求,使得这些元件的尺寸缩小。
早期的“飞行器反应堆实验(1954)”的主要动因在于其所能提供的小尺寸设计方案,而“熔盐堆实验(1965-69)”是钍燃料增殖反应堆核电站的原型。第四代反应堆方案之一是熔盐冷却固体燃料反应堆,首台1000MW电功率的示范方案将于2025年前完成。
小堆芯的另一个好处是吸收中子的材料更少。更好的中子经济性使得更多的中子可用,使得钍232可以增殖为铀233。因此,小堆芯的熔盐设计方案特别适用于钍燃料循环。
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