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关于核反应堆设计的未来

第四代反应堆的历史
第四代反应堆的概念是由第四代国际论坛(GIF)提出的,其目标是可持续性、经济、安全和抗扩散。

核反应堆

2002年,GIF从近100个概念中选出了六种类型的Gen IV裂变反应堆系统,包括:

  1. 高温反应器(VHTR)。
  2. 熔盐反应堆(MSR)。
  3. Supercritical-water-cooled反应堆(SWCR)。
  4. 铅冷却快堆。
  5. 钠冷快堆。
  6. 气冷快堆(GFR)。

第四代反应堆建设现状

GIF将Gen IV反应堆的开发分为三个阶段:

  1. 可行性阶段:测试基本概念、技术和流程,并识别和解决所有潜在的技术难题。
  2. 表现阶段:在原型条件下验证和优化工程规模的工艺、现象和材料。
  3. 示范阶段:原型或演示系统的许可、建造和操作。

第四代商用反应堆的建设计划于2030年前后开始,这将为包括电力供应、金属、合金和陶瓷在内的各个行业创造巨大的市场。

甚至在建设开始之前,第四代反应堆的研发就会带来大量投资(数十亿美元),并增加各种先进材料的销售。

与此同时,新配方和制造方法的发展将提高这些先进材料在恶劣环境中的性能,从而帮助材料在新的应用领域扩展其用途。

Gen IV反应堆使用满足表面粗糙度、表观延性、泄漏密封性、与冷却剂(如氦)的相容性以及预期辐照条件等要求的包覆材料。

目前,几种低溶胀铁素体-马氏体钢正在进行测试,作为Gen IV反应堆的燃料包壳,如LFR、GFR和VHTR。例如,在SFR项目的三个项目安排(PAs)的高级燃料(AF)部分,研究了奥氏体钢和马氏体钢作为LFR包覆材料。同时,将氧化分散强化(ODS)钢作为未来发展的一种改进版本。

第四代反应堆的市场潜力
过去几十年,全球都在努力增加低碳能源的使用,以满足日益增长的发电需求,同时解决温室气体排放和气候变化问题。但这些努力未能实现减少温室气体排放的目标,因为能源需求的增长远远快于低碳能源的供应。

过去十年的经验表明,如果把核能排除在对全球电力能力所需增长的贡献之外,世界将无法实现既定的温室气体减排目标。

虽然现在说第四代商业化反应堆的实际成本还为时过早,但在乐观的情况下,市场价值约为13亿美元。

欲了解更多相关信息,请下载我们报告的免费章节,《第四代反应堆和先进材料:新出现的机遇》

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写的 乐动体育-西甲2019赞助商BCC研究编辑2020年3月2日下午12:00:00

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