大家好，小产解答以上问题。钍燃料热值，钍燃料是一种什么样的燃料很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！
1、目前，核能发电以铀为主要原料，铀含量高的矿藏正在迅速减少。可以代替铀的核燃料之一是铀，但它在自然界中不存在，所以它必须由钍制成。
2、核能发电是能源危机中的新宠。然而，由于核裂变反应堆中使用的低价铀不断被大量使用，估计到本世纪末就会耗尽。届时将被迫使用经济价值较低的高价铀，建设更多的精炼厂，这将增加发电成本。
3、在新能源开发成功之前，解决方案仍然可以使用快中子增殖反应堆，即后处理获得的U，可以应用到快中子反应堆，从而缓解对一些天然铀的需求。另一种方法，就是用钍繁殖。由于钍矿比铀矿丰富，在地球上的埋藏量约为铀的埋藏量，而且更便宜，更重要的是可以在热中子反应堆中分裂。另一个优点是更容易改变轻水炉的设计。它不仅可以减少对铀的需求，实现更好的利用率(约增加)，减少分离厂的建立，还可以延长反应堆的使用寿命，降低发电成本。
4、钍铀核反应
5、在这三种易碎的燃料中，U和U只是自然存在的，一般轻水反应堆(LWR)必须使用低浓缩铀，而U和H则是吸收一个中子后分别由H和U转化而来的。图1显示了H转换的过程。
6、在转型过程中，最重要的是：
7、这种转化最大的优势在于钍矿石中的钍以H的形式存在，其他同位素很少，不需要浓缩，比铀更容易提取。另一个特点是钍作为反应堆燃料时以金属状态存在，易于加工，而ThO当量的铀化合物可以承受更大的辐射剂量，从而允许更大的中子通量和更高的功率密度。(每吸收一个中子释放的平均中子数)的值较大(在任何中子能量下)，当中子能量小于eV时，也大于U(见附表)，使其成为热中子反应堆中唯一最有希望发生孕育反应的核燃料。然而，快中子反应堆中铀的某些性质更好。
8、钍燃料循环
9、钍的燃料循环程序(见图2)描述如下：
10、1.矿物提取：独居石是钍资源中最多产的矿物，一般钍含量为。首先用硫酸或氢氧化钠溶解独居石，过滤，沉淀，再用硝酸溶解，最后用有机溶剂萃取，形成硝酸钍。但由于它常与一些俘获截面较大的稀土元素共存，如Gd、Sm、Eu、Dy等。这需要细化。主要采用有机溶剂萃取法，其次是离子交换法，使钍具有核纯度。
11、二.投料：一般以Th(NO)为原料，加上一些浓缩铀、U或作为维持链式反应的第一可裂解原料。
12、3.燃料元件的制造：将原料转化为所需的化合物，如ThOThC，然后混合制成THOTHCUC燃料芯块或燃料棒，然后放入合适的外壳中，如锆合金-铝合金，以组装燃料元件。
13、四.反应堆内辐射辐照：经过必要的试验和检查后，将部件放入炉芯进行辐照。在燃烧可分裂物质的过程中，多余的中子被用来将钍转化为钍。充分照射后，取出燃料并冷却。
14、5.冷却：反应堆中核燃料元件的使用周期通常约为三至四年，然后将其拆除。由于裂变产物的放射性很高，暂时放在水池中三到四个月，使裂变产物中半衰期短的放射性核素能够衰变，然后放入固体屏蔽钢桶中，运到燃料厂掩埋。尽管经过冷却，辐照过的燃料在后处理过程中仍然需要用重元素屏蔽。
15、6.辐照燃料的运输：运输用过的核燃料的钢桶是精心设计的容器，必须符合原子能法规的各种测试，以免辐照燃料和核燃料泄漏
16、7.后处理：处理方法与铀燃料相似。首先，燃料棒被机械切断，然后用浓硝酸溶解。但是钍在硝酸中是惰性的，所以要加入少量的HF，使其容易溶解。但氟离子容易与铀、钍形成错误的化合物，影响萃取效果，造成强烈的腐蚀问题。硝酸铝可以作为溶液，因为它可以将氟与硝酸铀酰和硝酸钍酰完全结合。溶解后，将硝酸盐溶液蒸馏，直到所有游离酸都被除去，并且稍微过量。然后加入硝酸铝，将溶液移入萃取装置，用溶于烃类的磷酸三丁酯(TBp)稀溶液逆流萃取，同时萃取钍和铀。
17、最后分离钍和铀——用thorex法用稀硝酸溶液选择性萃取钍，用TBp洗涤水溶液萃取少量铀，用thorex法处理含草酸盐沉淀结晶的Thorex溶液(见图3)。
18、8.废物处理：由于易碎燃料的经济价值较高，必须通过后处理厂进行回收，既能降低发电成本，又能避免资源浪费。但是，再处理后的废液中含有裂变过程中留下的裂变产物，其中一些产物的放射性高达数百万居里，半衰期长达数万年甚至上亿年，必须谨慎处理。其中，B、I、Xe、Kr、Ru等挥发性裂变产物可被活性炭反复吸附，无害化后从吸附塔中排出。剩余的放射性废物应储存一段时间，以自然衰减其放射性，然后浓缩，然后储存在桶中。但由于其中仍含有S、R等半衰期较长的核种，又由于废液的热量和腐蚀性导致材料强度下降，因此有必要再次采用固化处理方法。废物固化具有以下优点：
19、(1)放射性种子固化成无流动性、机械强度高的固体(种子浸出率小)，降低了储存容器的腐蚀速度，可以防止从周围环境中逃逸，即可以密封放射性种子，抑制其逃逸。
20、(2)可以减少存储所需的空间体积。
21、(3)稳定性好。
22、(4)高温储存成为可能。
23、(5)安全性提高，操作简便，便于运输、搬运和垃圾作业到隔离场所。
24、 (六)不必如液态贮藏时之严格保存、监视。
25、 其中最主要的方法为玻璃固化法，因玻璃之溶解度及含有成分之浸出率极低，且减容系数相当大，应用已确立之玻璃制造技术，将强放射性废液玻璃化，使放射性核种固定於玻璃中；但相反地，装置比较复杂，处理费高，因高温（）处理所需之装置材料、放射性核种之挥发等问题尚未解决。
26、 因此也有人建议以下两种完全之处理处置法，一为将极高放射性废料装入火箭，投弃於外太空；或使用高功率之高密度中子源、高能量质子加速器或核融合反应器，将分裂产物中之长半衰期核种（r、o、r、c、等）以中子照射行核变换，而转成短半衰期、极长半衰期或稳定的核种。前者於现在只是纸上谈兵作业，技术尚待克服，并无实用远景，且将造成太空垃圾，亦是一种不负责任的行为。后者亦只开始检讨阶段，无论在技术上或经济上尚有诸多困难必须解决，不过此法较符合处理原则，安全性亦较高。
27、 放射性废料的处理不仅会影响大自然的生态平衡，甚至影响核能和平用途的发展，故其实为核能工业的关键课题，有待从事核能研究的学者、专家共同合作来解决。
28、 钍与铀、钸燃料循环
29、 钍、铀、钸的燃料循环请分别参考图二、四、五。
30、 钍循环较铀、钸循环有如下优点：
31、 一、在热中子反应器中有较大的η值（η＝ ，使滋生可能。另快中子的滋生亦希望无穷。
32、 二、有较高的转化比（conversion ratio）及较长的燃料寿命。
33、 三、燃料价格较低，比浓缩铀或循环回收的钸便宜。
34、 四、有足够的滋生燃料来维持反应炉中燃料的链反应，而不需另添加可裂燃料。
35、 五 、除可降低燃料循环的价格外，另可更有效的利用低价位的铀燃料。
36、 六、可耐较高的辐射剂量，且易於加工。
37、 不过钍循环也有如下令人不快的缺点：
38、 一、最主要的不利在於由h转化成的过程中，产生了（见图六）。因为由再衰变成稳定同位素b的过程中，会产生放射高强度γ-射线的i及l（见图七），又其中及h会在再处理过程中，伴随在及h中产生，使得经过再处理后所制成的燃料元件仍具高放射性，以致在制造时，人需在具有屏蔽或隔离的设备中，增加制造成本。
39、 二、处理钍燃料时，需更多的强力熔剂，即更浓的硝酸，且以氟化物当触媒，而使用这些熔剂后，将使萃取、废料处理、酸碱调整更复杂。
40、 三、钍燃料溶液须另加一些溶液，来去除过量的酸。
41、 四、在萃取时，会形成第三相的相平衡，使得其在相同的设备下，其萃取速率较铀燃料溶液（仅有机相与无机相两相）为慢。
42、 钍燃料滋生式反应炉
43、 一、气冷式快滋生反应器（GCFBR）
44、 气体冷却剂如空气、二氧化碳、氢、氦、甲烷、氨及水蒸汽等，其热传递性能虽不如水及液态金属，但具有辐射及热稳定性，容易输送，危险性低等性质，也可用作冷却剂。气体冷却剂的热传递性能可因压力容器的厚壁设计增高操作压力而增加其数值，也可利用陶瓷核燃料，增加操作温度而获得提高。
45、 图八为一典型的高温气冷反应器的容器结构。其核心通常采用浓缩成分很高的铀－钍（-h-）作为核燃料，并使再循环使用。在反应器刚启动时，核心所含的浓化铀-达，其余为h以碳化物或氧化物的形式存在。在以后的核燃料循环中可采用以代替用过的在铀及钍燃料的表层通常包覆着热解过的含碳物接合於燃料表面，以保存气体分裂产物於燃料之内。在铀-燃料颗粒表面并包覆一层碳化矽物质，使金属性分裂产物同时能保持於可裂核燃料内，并容易作为以后核燃料再处理过程中鉴别可裂及可孕核燃料之用。
46、 采用气体作为冷却剂的快滋生炉也如液态金属的快滋生反应炉（LMFBR）那样具有吸引性，而前者较后者有下列几种优点：
47、 (一)气体冷却剂中氦为钝气，不与空气及水起作用，故无需额外设置中间热交换器。
48、 (二)氦气与中子交互作用的反应比液态钠小，故所需的过量反应率低，滋生效果好，可使倍增时间缩短。
49、 (三)氦气的放射性污染小，不像钠那样具有高的诱导放射性，因此维修容易，安全性高。
50、 (四)液态钠由於温度过高会引起沸腾，产生气泡，致过度加热甚至将燃料元件烧毁，氦气则不会产生气泡，故无此意外灾害。
51、 (五)气冷式常置有缓速剂，使钍的利用率大大提高。但GCFBR的缺点则为气体的导热率很低，热传性能欠佳，故为改善热传效率，需操作於高温及高压情况下，容器所遭受的压力较大，同时遇到反应器意外事件停机时，不能像液态钠可利用自然对流方式自行冷却，而需完全靠机械方式使气体冷却剂循环冷却。
52、 二、熔盐反应器（MSR）
53、 熔盐滋生反应器系由最初发展用作核动力航空器上的熔盐反应器实验（MSRE）衍变而来。MSRE所用的熔盐仅为铀、锂-铍及氧化锆的混合物而不含钍元素，但由於科技的进展及实验的证明，得知若利用含h及含的熔盐作为核燃料，利用滋生原理以变换可孕核燃料h为可裂核燃料，则可得最大的经济使用效果，比采用及u的组合为佳。
54、 熔盐核燃料因其为液态，可直接用於反应器内，不必如一般实心固体核燃料需另外设厂制造燃料元件，也无需更换及再处理燃料元件等复杂手续，故可减少核燃料制造及再循环的费用。熔盐又有好的中子使用性能，可在低压下操作於很高的温度，因此热效率高，操作费用低。熔盐滋生反应器可利用铀-铀-钸-起动，因此可采用价格最低的核燃料组合，以得最经济的动力。
55、 熔盐滋生反应器所采用的熔盐核燃料为氟化锂、氟化铍、四氟化钍及四氟化铀等混合物。在UFThF混入金属氟化物如LiF及BeF为稀释剂，可增加及改善核熔盐的化学、金属及物理等性质，同时使熔盐的热传性能增加而利於将热能传送给其他的冷却剂。核熔盐不再与水或空气起作用，不受辐射损害，并具有良好的安全性等，故成为一很好的液态核燃料。
56、 图九显示一典型的熔盐滋生反应器动力厂，在核心部，石墨棒与石墨棒间，供给约％（体积百分比）的熔盐，为核心装置部分，环绕核心则装配约％的熔盐作为围包，使石墨缓速的能力在此部分相对的减少，以增加钍-收或捕获中子的机会，滋生可制核燃料。
57、 另为确保熔盐滋生反应器能滋生可裂核燃料，须将熔盐内因分裂反应而生的中子吸收体继续移除，以免损失过多的中子。分裂产物中可吸收中子的主要物质为氙气（Xe）及稀土元素如钕（Nd）、铕（Eu）、铒（Zr）等。又在钍-中子反应形成钍-，可蜕变为镤（a），亦为吸收中子的主要元素，需在的循环过程中，由熔盐内除掉。氚气及一些分裂产物的金属，可利用氦气洒洗移除之，不能清除的气体产物则经过一化学处理厂移除之，并回收铀-补充可孕核燃料，再进入反应器内形成一循环系统。
58、 钍在的潜力
59、 本身的天然资源相当贫乏，除了少量的煤及天然气外，能源几乎全靠进口，连发电成本最低廉的核能亦不例外。依据核能研究所的调查，在嘉义、台南外海一带，蕴藏有约吨的重砂，其中含可提炼钍的黑独居石约多吨，可提炼铀的黄独居石多吨。因此，我们可以考虑研究发展滋生炉，以因应我们本身的能源需求，更由於其不必浓缩，又是自产资源，产量可自我控制，受国际政治与市场供应上的限制较少。
60、 近年来在核能工业上已累积了不少的经验与技术，且培养了不少人才，核能发电的绩效也相当优良，因此应该加速进行建立自己的核能工业，如矿的提炼、萃取、核燃料的制造……等技术之生根与提升，结合学术界与工业界。一方面注意国外的最新发展趋势，将来无论是采取技术合作或整厂输入，才能站在更有利的谈判地位，为我们争取更大的利益。
61、 结 语
62、 在这能源短缺的时代，石油价格居高不下，但能源需求日殷，且有走向更大型及更清洁、安全要求的趋势，因此展望未来，太阳能与融合炉势必成为廿一世纪的宠儿。而目前太阳能的应用，仍有些工程上的技术尚待克服，主要是由於太阳光的能量密度太小，收集不易，太阳电池的效率仍不够高且价格太贵。而若将此设备置於地球轨道大气层外，虽然吸收效果较好，且不受大气层气流的影响，但如何输送这些设备到轨道上及组合问题，则有待太空科技的发展。而融合反应的控制，像温度、时间、材料、能量输出等技术，仍有待开发。由於理论早已证明可行，故、苏联、、西欧也正加紧研究中，像美、苏就已有同型微功率反应炉正在实验中。
63、 而在这过渡的时期，核分裂反应器虽担任这暂时解决人类能源问题的主要角色，但由於低价位的铀矿正不断地大量消耗，与较不经济的操作、运转方式，更有烦人的核分裂产物，导致社会上反核潮流的压力，增加建造工程申请的困难。故二十世纪末，人们必须开发滋生炉，以因应能源需求的成长，且延伸融合炉的开发技术。所以如何加速滋生炉的发展，又能限制核武器不扩散，实为解决当前人类恐核危机的课题。
本文到此结束，希望对大家有所帮助。