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镁诺克斯反应堆

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显示气体流动的镁诺克斯反应堆 (Magnox) 核反应器示意图。热交换器位于混凝土辐射屏蔽之外。这代表了早期 Magnox 设计,采用圆柱形钢制压力容器。

镁诺克斯反应堆(英语:Magnox)为第一代核子反应堆,使用石墨中子减速剂二氧化碳冷却剂(运转压力为20,出口温度为摄氏400度),天然铀(铀-235浓度约为0.72%)为燃料。燃料包在“镁诺克斯”牌的镁合金内,这款核子反应堆因此名为“镁诺克斯反应堆”。与大多数其他“第一代反应堆”一样,Magnox 的设计具有双重目的,即为英国新生的核武计划生产电力钚-239。这个名称特别指英国的设计,但有时也泛指任何类似的反应器。

英国 Calder Hall - 全球第一座商用核电站。[1] 于 1956年8月27日首次与国家电网连接,并于 1956年10月17日由英国女王伊丽莎白二世正式启用。

炉心直径十四米,高八米,热效率为31%。但和其他核能反应堆相比,能量密度很低。曾建于英国、法国、意大利和日本[2]。最早的一台于1956年启动,最后一台于2015年12年停机。这两台都在英国[3]

Magnox 设计的“双重用途”能力,使得英国在B205核燃料再处理设施 (Magnox Reprocessing Plant) 的协助下,建立了大量燃料等级/反应堆级钚储存。在 1960 年代的美国-英国“反应堆等级”钚引爆试验后,反应堆设计的低燃耗值特性将成为改变美国管制分类的罪魁祸首。尽管在后来的几十年中,随着发电成为主要的营运目标,镁诺克斯反应堆的设计也有所改善,但仍无法与效率更高、燃料“燃耗值”更高的压水式反应堆竞争。

这种类型的反应堆总共只建造了几十座,其中大部分在 1950 年代至 1970 年代在英国建造,很少出口到其他国家。第一个上线的Magnox 反应堆是1956 年的Calder Hall(位于塞拉菲尔德),通常被认为是世界上第一个商业核电站,[4] 而英国最后关闭的反应堆是 2015 年位于Wylfa(位于安格尔西岛)的1 号反应堆。至 2016 年,朝鲜民主主义人民共和国仍是唯一继续使用 Magnox 型风格的反应堆的运营者,位于宁边原子能研究所。Magnox 设计已被进阶版气冷反应堆所取代,其冷却方式类似,但包含改善其经济效能的变更。

退役

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2007年冷却水塔拆除前的 Chapelcross核电站

核退役管理局英语Nuclear Decommissioning Authority (NDA) 负责英国 Magnox 发电厂的退役,估计成本为 £126 亿英镑。关于是否应采用25年或100年退役策略存在争议。 80年后,去除燃料的核心中的短寿命放射性物质将会衰变到人类可以进入反应器结构的程度,简化了拆除工作。更短的退役策略需要机器人核心拆卸技术[5]。目前大约 100 年的退役计划称为 安全储存 (Safestore)。也考虑了 130 年延期安全储存策略,预计节省成本 £14 亿英镑,但未选择。[6]

此外,塞拉菲尔德场址除其他活动外,还对 Magnox 废燃料进行核燃料再处理,其退役成本估计为 £315 亿英镑。Magnox 燃料在普雷斯顿附近的 Springfields 生产,估计退役成本为 £3.71 亿英镑。Magnox 活动的退役总成本可能超过 £200 亿英镑,平均每个生产反应堆场约 £20 亿英镑。

Calder Hall 于 1956 年启用,是世界上第一座商业核电站,也是英国工业遗产的重要部分。核退役管理局正在考虑是否将 Calder Hall 1 号反应堆保留为博物馆遗址。

英国所有的 Magnox 反应堆场址 (除了 Calder Hall 之外) 均由 Magnox Ltd 营运,该公司是核退役管理局的子公司。

参考资料

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  1. ^ Osborne hails UK nuclear deal with China as 'new dawn'. FT. 17 October 2013 [25 October 2014]. (原始内容需要付费订阅存档于10 December 2022). the country that built the first civil nuclear power station 
  2. ^ Hewitt, Geoffrey F.; Collier, John G. Introduction to nuclear power. 2000. 
  3. ^ World's last operating Magnox reactor closes. [2018-05-01]. (原始内容存档于2017-02-10). 
  4. ^ Humphrys, John. A Day That Shook the World : First Nuclear Power Station 1956. British Pathe. 2011 [2 January 2023]. 
  5. ^ Minutes of the Joint Meeting Held at Oldbury (PDF). Berkeley Nuclear Licensed Site and Oldbury on Severn Power Station Site Stakeholder Groups: 7. 1 November 2006 [14 November 2007]. (原始内容 (PDF)存档于14 October 2012). 
  6. ^ Lindberg, John. To wait, or not to wait: the question of Safestore. Nuclear Engineering International. 24 November 2021 [6 December 2021].