洛斯阿拉莫斯国家实验室宣布,美国人在核技术方面取得了突破。他们一改过往使用放射性的二氧化铀作为核燃料的方法,使用一种新的“燃烧合成”工艺,生产出安全的 锕系核燃料。研究结果最近发表在《无机化学》杂志上。
洛斯阿拉莫斯国家实验室研究人员说:“在目前的发电系统中,锕系氮化物燃料可能是一种更安全、更经济的选择。”
“氮化物燃料也非常适合未来第四代核动力系统,该系统注重安全,并具有可持续的封闭式反应堆燃料循环,”研究人员表示,“与氧化物相比,锕系氮化物具有更好的导热性,而且能量密度明显更高。”
锕系氮化物燃料能量密度高,可以用更少的材料获得更多的能量;同时其具备更好的导热性,使得其可以在较低温度下运行,让生产环境更安全,在异常情况下有更大的熔毁裕度。
之前的问题是,业界尚不具备大量、高纯度锕系氮化物的生产能力。锕系元素和镧系元素都在元素周期表的底部,制造锕系元素,通常先用镧系元素进行测试,因为它们的行为类似,但不具有放射性。
洛斯阿拉莫斯国家实验室和海军研究实验室的科学家发现,LnBTA{镧系双(四唑)胺}化合物可以通过燃烧合成的独特技术,燃烧生成高纯度的镧系氮化物泡沫。该方法利用激光脉冲引发脱水LnBTA配合物,然后在惰性气氛中进行自持燃烧反应,得到纳米结构的氮化镧泡沫。这项工作是由实验室指导的研究和发展计划(LDRD)资助的。
LnBTA化合物易于成批制备,其燃烧容易扩展。实验室的武器现代化和化学部门之间正在进行合作,以检查锕系氮化物燃料燃烧合成的锕系类似物。