铀资源利用低的原因

发生核反应时主要时主要是U235和热中子发生反应，裂变成两个或者几个中等质量的碎片，同时大约放出两个中子，这些中子经过慢化、吸收、泄露后，“脱颖而出的”那个热中子继续引起新的裂变，此外快中子也引起少量U239的快裂变，辅助放出能量，少量的铀-238俘获一个中子以后可以变成U-239，随后经过两次β衰变就会转化成钚-239，如果U-239再捕获一些中子，还会转化为钚-240、钚-241、钚-242以及其他超铀元素的同位素。钚-239也是易裂变元素，和U235可以起到同样的效果，在寿期末还可以参加裂变反应，释放出能量。

由于运行过程中主要是U235参与核反应，U238参与核反应的比例极少，U235在核燃料中含量很少，因此寿期末乏燃料中铀含量依然在95%以上，只不过这些核燃料主要是U238。

PS:目前我国研究的一个项目ADS嬗变项目，主要目的就是提高铀资源利用率，处理乏燃料。这个以后专门讲解。

近物所ADS嬗变项目团队，有同学正从事这个项目

以下内容纯科普：

核电站原理

我国以及国际上正在商运的核电站主流堆型是压水堆，所谓压水堆主要区别于沸水堆而言的，即在一回路中，反应堆中冷却剂是不沸腾的，虽然一回路冷却剂温度可以达到320摄氏度左右，但是压强在15兆帕以上，高压力对应着高的沸点，这点由家里煮肉的高压锅就可以知道，冷却剂在这个状态下是过冷状态，并不会沸腾，所谓冷却剂就是加了硼酸、联氨、氢氧化钾或者氢氧化钠的普通除盐水，也兼做慢化剂。冷却剂就是一个“搬运工”，即将堆型燃料芯块裂变放出的热量搬到蒸汽发生器中来加热水。

关键元件——燃料棒

产生热量的核心部件就是核燃料棒，“单打独斗”产生的热量就远远不够了，核燃料能发出大量热量主要靠“团队作战”，一根根燃料棒组装成燃料组件，核燃料棒是由燃料芯块、燃料包壳等部件组成，燃料芯块直径不到点1厘米，高度大约3厘米左右，主要成分就是二氧化铀，其中易裂变材料铀-235的含量为3%（平均值，含钆和不含钆富集度不同），即通常所说的富集度为3%，天然铀的铀-235富集度为0.714%，剩下的是铀-238，一节节小燃料芯块灌装到燃料包壳里边就，封口，就成了燃料棒，燃料棒长度为3.5到4米。