主题：从中国核技术新突破谈乏燃料后处理。 -- 桃源客
家园 当然有。 钚239的核性能超过铀235。其裂变性能好、临界质量小，用作原子弹弹芯可提高当量、缩小体积。但是钚的毒性极大，放射性强，主要来自核反应堆乏燃料棒。
轻水反应堆技术成熟，产生的核废料也少，相对而言开发核武的可能性不大。重水堆、石墨堆和快中子堆的乏燃料棒均可用于再加工提炼武器级钚，特别是石墨反应堆。
前两次朝核危机中，美国之所以一直强调朝鲜核电站只能使用轻水反应堆，而不能是重水或石墨反应堆，就是这个道理。朝鲜现在掌握的乏燃料棒，源自过去运行的石墨反应堆，共约8000根。如果全部用来提炼钚，据说可生产几十枚核弹。
我国酒泉原子能联合企业专门用于生产钚的军用反应堆于1960年3月动工，因苏联停止援助而被迫暂停。1962年6月重新恢复施工，至1966年10月20日建成启用。（试验性后处理厂于1965年5月动工，1968年9月4日投产）主持该项工作的是我国核工业界元老，已故的姜圣阶院士。
1968年12月27日，我国第八次核试验中首次采用了钚239。
军用堆下马，才造成后来民用堆乏燃料处理技术的落后。
- 复 当然有。
家园 这么说，其实核心技术方面我们其实是掌握的 应用方向不同吧
家园 热堆乏燃料的湿法后处理的确是有基础的。
- 复 当然有。
家园 姜圣阶院士好像是侯德榜先生一手带出来的 当时是被硬要去的，他自己还愿意在侯先生手下继续干。
家园 是。 姜圣阶1946年毕业后受聘于永利公司南京永利宁厂，即以突出的工作能力引起厂长侯德榜先生的注意。抗战后，姜随侯先生入川，在乐山五通桥筹建永利川厂。侯老在此期间发明了侯氏联合制碱法，姜是助手之一。后来侯先生撰写《制碱工学》，其中的机械篇是由姜圣阶协助编纂整理的。1945年10月，姜圣阶返南京任南京永利宁厂关键部门—高压合成车间主任兼主任工程师。
姜圣阶从美国哥伦比亚研究生院毕业后，于1950年6月搭乘当时开往中国大陆的最后一艘挪威货轮，带上自己几乎全部积蓄购置的2000余册图书资料离开美国。9月回国，初任天津大学教授。不久，遵从侯德榜建议，调任南京永利宁厂副厂长兼总工程师，从事化肥生产。
1962年，姜圣阶去酒泉是周总理亲自安排的。
- 复 当然有。
家园 在民用动力堆中使用钚成本确实比铀高 钚的毒性决定了其在燃料制造工序中的一系列操作比铀复杂，加上后处理费用本来就高于直接使用低浓铀燃料的成本——天然铀价格在40美元以下时单位质量的乏燃料后处理费用就稍高于生产同样数量的低浓铀燃料，而后处理费用基本都集中在回收的钚价格上，同等燃耗的MOX燃料（PuU混合氧化物燃料）价格因而远高于低浓铀燃料的成本。加上由于冷战结束之后的兆吨换兆瓦计划，铀价低迷了二十年。过去，MOX燃料在热堆中应用基本上在经济上是不合算的。
这是美国人坚持一次通过循环的真正原因——乏燃料里的钚和铀在地质存储中不会损失多少（主要是损失钚241），留到技术成熟成本更低以后进行后处理和利用更合算。
只有英国法国日本这种铀资源稀缺，又不便承受地质贮存大量乏燃料的风险和费用的才进行MOX燃料在热堆中的应用，国内也对动力堆后处理兴趣有限——就是现在，几乎所有人都倾向于快堆技术成熟之后在快堆中使用MOX燃料，而国内在90年代甚至对核电站都兴趣缺缺，后处理自然无人问津。
家园 这么说普通的压水堆是不适合用钚２３９作为燃料了？ 如果按介绍的那样，压水堆不适合用钚２３９，那现在国内要上马这么多的压水堆，上哪里去找那么多的铀呢？
记得加拿大搞的是重水慢化，轻水冷却的压水堆，它的优点是可以烧多种燃料，包括铀钚混合物，钍这些东西，这种堆型有没有前途？
现在的压水堆包括国内热衷的第三代核电，能烧MOX燃料吗？如果未来想让已经建成的，在建的反应堆烧钚239，钍这些东西，反应堆能不能做相应的改进呢？
家园 反应堆钚在热中子堆中循环可以部分提高资源利用率 前提是铀价在高位运行和后处理工业体系高效运转。而国内运行的压水堆和累积的乏燃料数量都不多，在短期内中试规模的后处理厂足以满足需求，MOX燃料在压水堆和实验快堆中的应用应当是实验性质的。
另外，压水堆中处于反应性控制的需要，MOX组件有比例限制。
国内的铀资源并不算少，核电价格和天然铀价格关系不是很大（燃料费用主要在浓缩和元件制造方面），所以说不用太担心这方面的问题。
加拿大的核电战略比较特殊，虽然加拿大核工业发展很早仅次于美国，但是几乎不进行铀浓缩活动，才发展出CANDU。
加拿大的CANDU目前还是重水慢化重水冷却，秦山三期就是这种堆型，优点是可使用天然铀，铀资源利用率高，支持多种燃料，中子经济性好可生产同位素，燃料国产化较易等，缺点是重水价格昂贵并有氚泄漏高的问题，燃料循环周期较短需在线装卸料，经济性并不优于压水堆，而且有核扩散风险。其改进型ACR才是使用重水慢化轻水冷却的，但是必须使用稍加浓铀（SEU），目前还没建成的。
CANDU和ACR可以实现钍自持的闭式循环，但是钍燃料后处理没有成熟的商业化技术，而CADNU的燃耗值较低不利于发挥钍燃料优点，这种概念还停在纸上。
CANDU可以支持MOX和回收铀燃料，压水堆乏燃料（无后处理）制成的DUPIC燃料，钍燃料而无需改动设计，同时可以满足国内同位素生产的需求，这是国内引进的主要原因，但是建设数目不会多。
家园 的确，国情不同，做法也各异。 另外，印度也属于资源稀缺，热心上快堆的。
- 复 当然有。
家园 提炼钚成本比铀235成本还高？ 这个很疑惑啊。铀235要用同位素分离，钚只要化学分离就可以了。即使毒性大放射性高，其难度也是数量级的低啊。印象中铀弹标志着更高的技术水平。
另外，钚作为核武器并不好。要用钚作武器，乏燃料棒的运行时间不能太长。这是因为在反应堆中钚239还会变成钚240。钚240的自发衰变太强，原子弹中还没把原料压缩到临界质量，自发衰变引起的局部链式反应就炸开了，导致整个弹失效。
家园 武器钚比高浓铀贵 一个是钚生产率不高，由于武器钚燃耗的限制，回收武器钚需要的天然铀数量很大。就产率而言不如高浓铀，而且不如铀浓缩灵活，可以部分军民两用——比如说生产民用核燃料的级联和生产高浓铀的串联，不生产高浓铀就可以转民品。
另外一个钚毒性比铀大得多，其运输贮存成本很高，钚加工也较铀困难。
但是由于临界质量小的原因，钚作为核武器材料的性能要比铀好，尤其在核武器小型化和战略核武器弹头提高当量比方面是不可或缺的。
高浓铀的使用范围也比武器钚多，可以用在实验堆和舰用动力堆提高功率密度。
冷战时候美俄生产的高浓缩铀是千吨级别，钚是百吨级别相差一个数量级，美国人的浓缩铀多到三相弹外壳不用贫铀用高浓铀提高威力。
反应堆钚倒是不算贵，但是乏燃料后处理费用主要就摊在钚产品头上，回收铀里有铀236，是中子毒物，要重新利用要提高浓缩率，比天然铀还贱，结果回收钚制成的MOX和浓缩天然铀差不多，加上冷战之后天然铀市场被毛子甩卖战争库存搞的凄惨无比，MOX燃料到最近几年才用得多一点。
家园 可能困难就在钚240和钚239的分离上。 铀原子量相差3，分离已经很困难，钚只差1。
家园 全分离是不可能的。 铀235提炼成功后,既可以设计出工艺要求低的枪式原子弹,也可以设计出威力巨大的内聚式原子弹。
钚239不能用来制造枪式原子弹,因为枪式结构对过早点火特别敏感,而提炼出来的钚239材料之中不可避免的含有钚240（控制在一定百分比以内）容易自发裂变,从而引起早点火。所以美国核弹大多数采用内爆式。