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托木斯克理工大學(TPU)的科學家們已經(jīng)找到了一種方法，為高溫氣冷反應堆合成燃料氧化物，使它們在發(fā)生事故時保證安全，并合成留在反應堆中的氫。
“氫技術的發(fā)展現(xiàn)在已經(jīng)成為前沿。其主要生產(chǎn)方法之一是水電解和甲烷蒸汽轉化。然而，蒸汽轉換需要巨大的能量投入，需要燃燒一半的甲烷才能達到操作溫度。高溫氣冷反應堆可能是解決之道。但是目前使用的核燃料不適合這樣做。”
TPU的科學家們利用俄羅斯科學基金會(Russian Science Foundation)的資助，解決了找到具有所需特性的燃料混合物的問題。基于幾百個實驗的結果，他們選擇了最有希望的燃料生成方法——在空氣等離子體流中一步等離子體化學合成燃料氧化物成分，從分散的水-有機硝酸鹽溶液中包含有機成分。
它允許燃料合成使用等離子流，在添加有機物(特別是酒精)和金屬(如鎂)的特殊氮化物溶液中撞擊鈾。這種方法使我們有可能獲得一種相對便宜，但同時有效和可燃的燃料，它將在燃料元件中產(chǎn)生所需的溫度，而不會有破壞的風險。因此，用核反應堆合成氫將成為可能。
研究的必要性
這位科學家解釋說，在帶有氣體冷卻系統(tǒng)的高溫反應堆中，基于甲烷的氣體混合物可以用來冷卻燃料元件。在高溫的影響下，甲烷會轉化為急需的氫。然而，相當一部分核電站使用陶瓷球團與二氧化鈾核燃料或分散的釷鈾燃料。在反應堆運行過程中，這些燃料元素(燃料芯塊)被加熱，但由于它們的結構，它們不能很好地控制溫度——芯塊內(nèi)部的核聚變達到1250攝氏度，而在表面上只有大約400攝氏度。如果你提高溫度，燃料電池就會融化，所以它們需要不斷冷卻。
氫被認為是最有前途的燃料之一，它不僅效率高，而且對環(huán)境無害。國際氫理事會估計，到2050年，氫將占世界總能源需求的18%。
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