美國核電技術取得重大突破，生產出安全的錒系核燃料

2020-12-10 全國能源信息平臺

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洛斯阿拉莫斯國家實驗室宣布，美國人在核技術方面取得了突破。他們一改過往使用放射性的二氧化鈾作為核燃料的方法，使用一種新的「燃燒合成」工藝，生產出安全的 錒系核燃料。研究結果最近發表在《無機化學》雜誌上。

洛斯阿拉莫斯國家實驗室研究人員說：「在目前的發電系統中，錒系氮化物燃料可能是一種更安全、更經濟的選擇。」

「氮化物燃料也非常適合未來第四代核動力系統，該系統注重安全，並具有可持續的封閉式反應堆燃料循環，」研究人員表示，「與氧化物相比，錒系氮化物具有更好的導熱性，而且能量密度明顯更高。」

錒系氮化物燃料能量密度高，可以用更少的材料獲得更多的能量;同時其具備更好的導熱性，使得其可以在較低溫度下運行，讓生產環境更安全，在異常情況下有更大的熔毀裕度。

之前的問題是，業界尚不具備大量、高純度錒系氮化物的生產能力。錒系元素和鑭系元素都在元素周期表的底部，製造錒系元素，通常先用鑭系元素進行測試，因為它們的行為類似，但不具有放射性。

洛斯阿拉莫斯國家實驗室和海軍研究實驗室的科學家發現，LnBTA{鑭系雙(四唑)胺}化合物可以通過燃燒合成的獨特技術，燃燒生成高純度的鑭系氮化物泡沫。該方法利用雷射脈衝引發脫水LnBTA配合物，然後在惰性氣氛中進行自持燃燒反應，得到納米結構的氮化鑭泡沫。這項工作是由實驗室指導的研究和發展計劃(LDRD)資助的。

LnBTA化合物易於成批製備，其燃燒容易擴展。實驗室的武器現代化和化學部門之間正在進行合作，以檢查錒系氮化物燃料燃燒合成的錒系類似物。

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