[發明專利]含回收鈾和貧化鈾的核燃料以及包含該核燃料的核燃料棒束和核反應堆

有效

• 申請號: 201710414203.9
• 申請日: 2010-11-15
• 公開（公告）號: CN107256725B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 瑟麥特·庫蘭;穆斯塔法·寶徹;凱西·考特勒奧;埃里克·卡爾·阿里曼大·阿羅約
• 申請（專利權）人: 加拿大原子能有限公司
• 主分類號: G21C3/326
• 分類號: G21C3/326;G21C3/328
• 代理公司: 深圳市沈合專利代理事務所(特殊普通合伙) 44373
• 代理人: 沈祖鋒

本文描述和例示了核反應堆的燃料棒束。在一些實施例中，燃料棒束包括多個燃料元件，每個燃料元件包括第一燃料組分和第二燃料組分，其中第一燃料組分是回收鈾，第二燃料組分是貧化鈾和天然鈾至少其中之一。所述第一燃料組分與所述第二燃料組分混合。所述混合的第一和第二燃料組分具有低于1.2wt％的²³⁵U的裂變物質含量。本文也描述和例示了其它燃料棒束，這些其它燃料棒束包括含回收鈾的第一燃料元件以及含貧化鈾和天然鈾至少其中之一的第二燃料元件。所述第一燃料元件具有不低于0.72wt％的²³⁵U的第一裂變物質含量，所述第二燃料元件具有不高于0.71wt％的²³⁵U的第二裂變物質含量。

相關申請

本申請是2010年11月15日提交的國際申請PCT/IB2010/002914的中國國家階段申請的分案申請，該中國國家階段申請的申請號為201080071078.2。

背景技術

核反應堆是通過核鏈式反應(例如核裂變)而產生能量的，在這個核鏈式反應中，一個自由中子被核燃料(例如，鈾-235(²³⁵U))中的裂變原子吸收。當自由中子被吸收后，裂變原子分裂成多個較輕的原子，并釋放出更多的自由中子，這些自由中子被其他裂變原子吸收，從而形成核鏈式反應，這在業界是熟知的。核鏈式反應產生的熱能通過很多方式轉化為電能，這在業界也是熟知的。

現有適合燃燒具有低裂變物質含量水平(例如，裂變含量水平相當于天然鈾)的核電反應堆已經產生出很多新的可燃核燃料來源。這些新來源包括來自反應堆的廢棄鈾或回收鈾。無論是基于節約成本的立場，還是基于可將乏鈾回收到燃料循環中的立場，這些新來源都是有吸引力的。但是，回收乏核燃料的立場與在寶貴且有限的核廢料容器設施中處理乏核燃料形成鮮明的對照。

由于這些或其他原因，核燃料以及支持回收核燃料和在核反應堆中燃燒這些燃料的核燃料處理技術繼續成為受歡迎的核技術補充。

發明內容

在本發明的一些實施例中，提供一種用于核反應堆的燃料。所述燃料包括第一燃料組分和第二燃料組分。第一燃料組分是回收鈾。第二燃料組分是貧化鈾且與第一燃料組分混合。所述混合的第一和第二燃料組分具有小于1.2wt％的²³⁵U的裂變物質含量。

本發明一些實施例提供了一種用于核反應堆的燃料。所述燃料包括第一燃料組分和第二燃料組分。第一燃料組分是回收鈾。第二燃料組分是天然鈾且與第一燃料組分混合。所述混合的第一和第二燃料組分具有小于1.2wt％的²³⁵U的裂變物質含量。

在本發明的一些實施例中，提供了核反應堆的燃料棒束，其包括多個燃料元件，每個燃料元件包括第一燃料組分，其中第一燃料組分是回收鈾；以及第二燃料組分，其中第二燃料組分是貧化鈾和天然鈾至少其中之一。所述第一燃料組分與所述第二燃料組分混合。其中，所述混合的第一和第二燃料組分具有的低于1.2wt％的²³⁵U的第一裂變物質含量。

本發明的一些實施例提供了核反應堆的燃料棒束，其中所述燃料棒束包括含回收鈾的第一燃料元件，所述第一燃料元件具有不低于0.72wt％的²³⁵U的第一裂變物質含量；以及第二燃料元件，所述第二燃料元件包含貧化鈾和天然鈾至少其中之一。所述第二燃料元件具有不高于0.71wt％的²³⁵U的第二裂變物質含量。

在一些實施例中，在此描述的任何一種燃料棒束和方法使用于加壓重水反應堆中。其中，所述燃料棒束位于一根或多根容納有加壓流體的管內，所述加壓流體流過所述燃料棒束，吸收所述燃料棒束的熱量并在所述燃料棒束下游做工。

通過考慮下面的詳細說明和相關附圖，本發明的其他方面將變得更為明顯。

附圖說明

圖1是根據本發明第一實施例的核燃料棒束的橫截面示意圖，示出了核燃料棒束內的多個可能的燃料結構。