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能源是人类生存和进步的物质基础，长期以来对煤炭和石油的开采，使它们面临枯竭，核能接替化石能源的趋势正在形成。自然界存在的核裂变能源的原料有铀和钍，研究和开发利用铀和钍都是人们感兴趣的。
天然铀中有99.27％的238U和0.72％的235U，后者是易裂变核，在裂变过程放出中子的一部分被238U吸收后生成239Pu也是易裂变核，是一种重要的核燃料。天然钍中100％是232Th钍，没有易裂变核，需要在反应堆内有239Pu或235U这类易裂变核放出的中子被232Th吸收后生成233U是易裂变核，作为核燃料它具有优良的核性质。要利用核裂变能，首先应从天然铀开始研究和开发，某些发达国家在早期的研究主要针对军用目的，为制造核武器，对天然铀资源进行了掠夺性的开采，以致现阶段提出消毁战略核材料。与此同时也为民用（核电站）铀提供了价格相对低廉的良机，所以对钍资源的研究开发在一个时期内不迫切，仅开展基础性研究和小规模的验证实验。
自从上世纪90年代以来，用钍作为核裂变能源的兴趣出现了国际性的“复苏”，许多国家对钍基核燃料循环的研究非常重视。美国利用钍的研究内容包括一次性通过、反核扩散、高燃耗运行以及在轻水堆中用钍燃料等四个方面。印度有一个全方位研究钍燃料循环的连续计划在实施。加拿大原子能有限公司（AECL）为了保证CANDU堆的长期生存能力，已经有一个关于钍基燃料循环引进CANDU堆的战略性发展计划，并在进行钍燃料元件制作技术研究和钍的CANDU堆燃料棒束辐照实验。俄罗斯关于钍基燃料循环的研究工作与铀基燃料几乎同时开始，只是前者规模小而已。此外，英、法、德、日、荷兰、巴西、朝鲜、土耳其等国也正开展不同层面的研究工作。
近期对钍燃料循环兴趣的“复苏”和重视，有其特殊性原因和普遍性原因。特殊性原因是：某些发达国家基于核不扩散和消毁部分战略核材料的需要，为从核武器拆卸下来的钚和高浓铀的处理提供一条好的途径，即在反应堆中以钚和高浓铀为“点火”燃料，燃烧钍达到很高的燃耗，使之不能再用作核武器。增殖的233U也被初始掺和的天然铀“毒化”，以防止核扩散。普遍性的原因有：1、人们越来越重视长寿命放射性废物对生态环境的影响，钍基核燃料循环产生极毒的超铀元素很少，安全性高，具有明显的“洁净”核能源优势；2、铀钍燃料循环结合使用，可同时提高铀和钍的利用率；3、钍燃料循环具有较强的经济竞争力，当历史原因造就铀价格低廉时期过去后，钍燃料循环的经济性就更加优越；4、钍资源丰富，增殖的233U具有良好的核性质，对现行反应堆常规技术无须大的改变或改进，钍燃料循环就可在多种反应堆中有效利用，232Th－233U形成“自给平衡”或略有增殖，可提供一个独立的能源系统，将是核裂变能源发展的一个强有后劲的潜在阵地。钍燃料循环尚存在一些问题有待研究，例如：基础参数不如铀循环完善，其准确性也有待提高；钍的乏燃料水法后处理工艺首端溶解ThO2比铀相对困难；233U中伴生同位素232U引起的强γ辐照问题，需按233U产品的不同用途，通过装料方式、燃耗深度和不同堆型等加以控制，一般而言，233U中含百万分之十以上的232U，就需要在辐射防护下操作。 林灿生 | 
发表于 2010-9-14 23:09:57