加拿大重水铀反应堆

加拿大重水铀反应堆或称“CANDU反应堆”或是“坎度堆”，是加拿大原子能有限公司、安大略水电公司（英语：Ontario Hydro）和加拿大通用电气（英语：Canadian General Electric）联手于1954年开始研发的压水式重水反应堆。SNC-Lavalin于2011年买下CANDU反应堆的技术^[1]。 CANDU反应堆使用重水当作中子减速剂和反应堆冷却剂，核燃料使用未经浓缩的天然铀矿。甚至可以直接使用混合氧化物核燃料(MOX fuel)^[2] 或是再处理铀 ^[3] 当作燃料。CANDU反应堆利用核分裂的热能产生电力。CANDU源自“CANada Deuterium Uranium”。

有两种主要类型的CANDU反应堆，最初的设计大约500 MW_e，旨在用于大型工厂的多反应堆装置，以及600 MWe级的合理化CANDU 6，设计用于单一独立单元或小型多单元工厂。 CANDU 6机组在魁北克和新不伦瑞克以及巴基斯坦，阿根廷，韩国，罗马尼亚和中国建成。非CANDU 6设计的一个例子被出售给了印度。该多机组设计仅在加拿大安大略省使用，随着该省安装更多机组，该机组的规模和功率不断增加，在达林顿核电站（英语：Darlington Nuclear Generating Station）安装的机组达到约880 MW_e。以与CANDU 6类似的方式合理化大型单元的努力导致了CANDU 9。

原理^[4][编辑]

加拿大重水铀反应炉使用重水作中子减速剂，效率是普通的水的1700倍，而且重水吸收的中子比普通的水少。所以重水反应堆可以使用未经浓缩的铀（0.7%铀-235，其余大部分的成分为铀-238），甚至再处理铀当作燃料。但和轻水反应堆相比，加拿大重水铀反应炉需要更多的核燃料以达到相同的发电量。重水也负责把核分裂的热能传送到蒸气产生器，产生的蒸气驱动涡轮发动机，再经过发电机产生电力。加拿大重水铀反应炉的燃料是横的放的（平行于地面），可以在正常运转下更换燃料，不像轻水反应堆，燃料是直的放的（垂直于地面），更换燃料前必须停机。而且横的放的燃料在过热时会弯曲，自然地减慢核分裂反应。

此外，加拿大重水铀反应炉使用电磁力作为控制棒的动力，所以没有停电的问题。

CANDU6的冷却剂的规格^[5]如下

输入口的温度	266℃
输出口的温度	310℃
输出口的压力	10MPa

CANDU6加强版（Enhanced CANDU6, EC6）^[3][编辑]

建立在CANDU6的基础之上，配搭效率更佳的涡轮发动机。是700MWe第三代反应堆，设计使用年限为60年，每年的容量因子大于92%。可以直接使用天然铀矿当作燃料，适用于小型规模或是中等规模的输电网络。

核燃料的循环[编辑]

一个重水设计可以维持比轻水反应堆更低浓度裂变原子的连锁反应，从而可以使用一些替代燃料; 例如，从已被用过的轻水堆燃料中“回收铀”（RU）。 CANDU设计用于铀含量仅为0.7％的天然铀，因此含有0.9％铀-235的RU是一种丰富的燃料。这从铀中进一步提取了30-40％的能量。开发中的DUPIC（直接使用废压缩堆燃料在CANDU中）可以在不进行后处理的情况下进行回收。燃料在空气中氧化（氧化），然后在氢气（还原）中破碎成粉末，然后形成CANDU燃料颗粒。坎杜堆也可以从更丰富的钍中生产燃料。这种情况正在印度被调查，以利用其天然钍储备。

甚至比轻水堆更好，坎杜堆可以使用铀和钚氧化物（MOX燃料）的混合物，钚既可以来自拆解的核武器，也可以使用再加工的反应堆燃料。再加工钚中的同位素混合物对武器没有吸引力，但可用作燃料（而不仅仅是核废料），而燃烧武器级钚则消除了核武器扩散危险。如果目的是明确地从乏燃料中燃烧钚或其他锕系元素，那么建议使用特殊的惰性基质燃料，以便比MOX燃料更有效地完成此项工作。由于它们不含铀，这些燃料不会生产任何额外的钚。

大事纪^[6][编辑]

1954年	Wilfrid B. Lewis 促成 Atomic Energy of Canada Limited、Ontario Hydro和Canadian General Electric Company一起研发CANDU反应堆
1962年	核能示范机（英语：Nuclear_Power_Demonstration）( Nuclear Power Demonstration)成功验证CANDU概念可行，包含在反应堆运转中更换燃料，以及重水可以同时作为中子减速剂和反应堆的冷却剂
1968年	第一座CANDU反应堆（Douglas point nuclear generating station（页面存档备份，存于互联网档案馆））开始运转
1971年	皮克灵核电站A（英语：Pickering nuclear generating station） A unit 1的一号机组开始商转。
1971-1973年	皮克灵核电站A的四座CANDU机组开始商转
1972年	巴基斯坦的卡拉奇核电厂（英语：Karachi Nuclear Power Complex）的一号机开始商转
1977-1979年	布鲁斯核电站A（英语：Bruce nuclear generating station）的四座CANDU机组开始商转
1983年	加拿大的Point Lepreau核电站（英语：Point Lepreau Nuclear Generating Station）和Gentilly-2核电站（英语：Gentilly-2 nuclear facility）开始商转；韩国的月城核电站的一号机开始商转
1983-1986年	皮克灵核电站B的四座CANDU机组开始商转
1984年	阿根廷的恩巴尔赛核电站（英语：Embalse nuclear power station）开始商转
1984-1987年	布鲁斯核电站B的四座CANDU机组（各915MWe）开始商转
1987年	在加拿大工程百年的纪念活动，CANDU反应堆获得十大成就之一的殊荣
1990-1993年	达灵顿核电站（英语：Darlington Nuclear Generating Station）的四座CANDU机组开始商转
1996年	罗马尼亚的切尔纳沃德核电厂的一号机开始商转
1997-1999年	韩国的月城核电站二号机、三号机和四号机开始商转
2002-2003年	中国的秦山核电厂三期的两座CANDU机组开始运转
2007年	罗马尼亚的切尔纳沃德核电厂的二号机开始运转

参见[编辑]

核子反应堆列表

参考文献[编辑]

^ Government of Canada and SNC-Lavalin Group Reach Agreement on AECL CANDU Reactor Division. [2018-04-18]. （原始内容存档于2018-01-06）.
^ CANMOX. [2018-04-18]. （原始内容存档于2018-04-18）.
^ ^3.0 ^3.1 Enhanced CANDU 6 Technical Summary (PDF). [2018-04-18]. （原始内容 (PDF)存档于2019-03-06）.
^ CANDU reactor. [2018-04-19]. （原始内容存档于2018-04-19）.
^ CANDU Reactor (PDF). [2018-04-19]. （原始内容 (PDF)存档于2018-05-17）.
^ CANDU History. [2018-04-18]. （原始内容存档于2018-04-18）.

外部链接[编辑]

（英文）The Evolution of CANDU Fuel Cycles and Their Potential Contribution to World Peace（页面存档备份，存于互联网档案馆）
（英文）Candu Energy Inc.（页面存档备份，存于互联网档案馆）
（英文）Organization of CANDU Industries
（英文）CANDU Owner's Group（页面存档备份，存于互联网档案馆）
（英文）CBC Digital Archives - Candu: The Canadian Nuclear Reactor（页面存档备份，存于互联网档案馆）
（英文）Will CANDU do? Walrus Magazine（页面存档备份，存于互联网档案馆）

[1] Government of Canada and SNC-Lavalin Group Reach Agreement on AECL CANDU Reactor Division. [2018-04-18]. （原始内容存档于2018-01-06）.

[2] CANMOX. [2018-04-18]. （原始内容存档于2018-04-18）.

[EC6-3] 3.0 ^3.1 Enhanced CANDU 6 Technical Summary (PDF). [2018-04-18]. （原始内容 (PDF)存档于2019-03-06）.

[4] CANDU reactor. [2018-04-19]. （原始内容存档于2018-04-19）.

[5] CANDU Reactor (PDF). [2018-04-19]. （原始内容 (PDF)存档于2018-05-17）.

[6] CANDU History. [2018-04-18]. （原始内容存档于2018-04-18）.

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原理[4][编辑]

CANDU6加强版（Enhanced CANDU6, EC6）[3][编辑]