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'''混合氧化物核燃料'''（英語：'''MOX fuel'''，'''Mixed oxide fuel'''）是一種包含佇內底有加於一種會當發生必變的物質的氧化物的核燃料，遮的會使發生裂變的物質指出是裂變的物質佮增殖材料。一般情形下，混合氧化物燃料指的是鈽和天然鈾、閣處理鈾抑是鈾的混合物。比如講，百分之七的鈽和百分之九十三的鈾的混合物佮目前用佇大多數核反應爐所使用的低濃縮鈾的反應差不多，就算講完全一致，毋過混合氧化物燃料會當做為低濃縮鈾的一種替代品。

使用混合氧化物核燃料的優勢佇咧於伊會通利用武器級鈽。武器級鈽若毋免佇製造混合氧化物核燃料，就會予人做核廢料處置，可能會帶來核散的風險。毋過，有人認為隨著商用混合氧化物核燃料佮相應的閣處理技術的全球化，這將會帶來閣較大的核散風險。

==概述==

佇任何一个是鈾的核反應爐堆心內底，攏有兩種發生裂變反應的仝位素，一款是原仔有的鈾-兩百三十五，另外一種是由較重的同位素如鈾-兩百三十八學著中子了後轉變成的同位素。核反應爐內底燃料的絕大部份攏是鈾-兩百三十八。鈾-兩百三十八追獲一个中子了後變做鈾-兩百三十九，隨後經過兩改 β 衰變就會轉化成鈽-兩百三十九。若是鈾-兩百三十九閣掠著一寡中子，則會相應的轉化為鈽-兩百四十、鈽-兩百四十一、鈽-兩百四十二以及其他超鈾元素的同位素。鈽-兩百三十九佮鈽-兩百四十一和鈾-兩百三十五仝款，攏是裂變物質。少量的鈾-兩百三十六、ua-sá-bih-兩百三十七佮鈽-兩百三十八會當由鈾-兩百三十五發生中子抹著轉化來。

正常情況下，核燃料大約每經過一年半左右替換一擺，大多數鈽-二百三十九攏愛去核反應爐重消磨掉去矣。鈽-兩百三十九佮鈾-二百三十五相比，其裂變的核反應全部較大，釋放的能量相倚。核反應爐產生的乏核燃料當中，大約仔百分之一是鈽，搤其中約三分之二是鈽-兩百三十九。逐年佇全世界的範圍內產生的乏核燃料當中，大約有一百噸的鈽。若予鈽閣循環加以利用，將會使對核燃料當中得著的能量提升百分之十二，若同時使用濃縮技術閣循環鈾-兩百三十五，可以核燃料中會當利用的能量提升百分之二十。因為佇濟改閣處理循環會使具有偶數中子、會當吸收中子的同位素數量增加，需要相應的提高鈽佮鈾-二百三十五的比例。這馬乎，佇熱著子反應爐內底，鈽作為混合氧化物核燃料干焦閣循環一擺，啊若產生的混合氧化物的乏核燃料其中的擺欲增加系元素佮鈽含有偶數個中子的同位素的含量較懸，因此予人做核廢料儲存。

將混合氧化物核燃料引入現有的核反應爐需要重新授權。通常只有三分之一到一半的燃料切換做矣混合氧化物核燃料。因為使用混合氧化物核燃料改變矣核反應爐的工作特性，核電站著愛通過設計抑是調整才會當使用這種燃料。使用混合氧化物核燃料了後，反應爐內底需要閣較濟控制好。若這款核燃料的比例超過百分之五十，因為變化過去誠大，核反應爐著愛做重新設計。佇咧亞利桑彼州鳳凰城附近的帕洛貝爾德核能發電站為著欲用百分之一百混合氧化物核燃料進行矣設計，但是到目前為止，伊猶閣一直咧使用低濃縮鈾作為核燃料。理論上，七个傳統反應爐逐年製造出來的混合氧化物燃料有夠三个帕洛貝爾德的反應爐使用，毋才會按呢這个核電站無需要新的鈾燃料矣。

根據加拿大原子能有限公司提供的材料，加拿大重水鈾反應爐（CANDU 反應爐）無需要物理修改就會使用百分之一百混合氧化物核燃料。𪜶交予美國國家科學院委員會的關於鈽處置的報告中稱，𪜶佇測試鈽含量百分之零石頭五百分之撨三透濫氧化物燃料方面有大量的經驗。

==進前應用==

目前法國佮英國會當對商業化核燃料進行核燃料閣處理以生產透濫氧化物核燃料，俄羅斯、印度、日本嘛會當進行少部份的生產。中國計畫建造快中子增殖反應爐和再處理設施。佇咧對防止核擴散的考慮，美國無允准進行對商用反應爐產生的乏核燃料的再處理。除了日本以外，所以遮的國家攏佇咧真早進前就有軍用的研究性反應爐猶閣有核武器。

美國當咧佇咧南卡羅來納州的薩凡納河廠建造使用混合氧化物燃料的核電站。田納西河谷管理局佮杜克能源對使用通過武器級鈽製造的核燃料誠感興趣。

===熱著子反應爐===

佇歐洲的比利時、瑞士、德國佮法國，大約有三十个熱中子反應爐當咧使用透濫氧化物核燃料，另外閣有二十个核反應爐已經予人批准使用該核燃料。大多數反應爐堆芯內底的三分之一是混合氧化物核燃料，有一寡將會提升這款核燃料所占的比例，達到差不多百分之五十。佇法國，法國電力公司計畫佇伊所擁有的所有九百百萬瓦反應爐內底攏使用至少三分之一的混合氧化物的燃料。日本計畫到二空一空年，予𪜶三分之一的核反應爐用使用混合氧化物燃料，而且已經批准建設一个完全使用這款燃料的新型反應爐。混合氧化物核燃料占這馬當咧使用的總核燃料的百分之二。

使用混合氧化物的安全問題主要包括：

* 因為鈽同位素比鈾燃料吸收的中子閣較濟，反應爐控制系統可能需要進行修改
* 混合氧化物燃料需要的溫度較懸，這是因為𪜶的熱傳導性較低，佇咧某一寡反應爐設計內底有可能會有問題
* 混合氧化物燃料部件中泄露出來的放射性氣體可能會限制這款燃料的上大燃燒的時間佇熱中子反應爐內底，大約只會當銷孝混合氧化物燃料中百分之三十左右的鈽。若三分之一的堆芯燃料是混合氧化物，按呢三分之二是鈾燃料，產生的乏核燃料中的鈽含量袂因為使用混合氧化物燃料猶若提懸。

儘管鈽-兩百四十二需要吸收三个中子才會當轉變做裂變物質孵-兩百四十五，所有的鈽同位素攏會當認為是裂變物質抑是增殖材料。佇熱著子反應爐內底，同位素退化限制了鈽閣循環的能力。佇早當時的輕水反應爐內底，乏核燃料頭一擺徙出反應爐的時陣，其中大約仔百分之一的成分是鈽，遮的鈽元素的同位素組成做：大約是百分之五十二是鈽-兩百三十九，百分之二十四是鈽-兩百四十，嘿百分之十五是鈽-兩百四十一，百分之六是鈽-兩百四十二，百分之二是鈽-兩百三十八。

===快中子反應爐===

因為差不多所有的被系元素包括鈾-二百三十八佇內在高能的中子抑是快中子的作用下對中子的吸收能力減弱，閣較會發生裂變，快中子反應爐會當使用遮的元素做燃料，所以快著爐反應爐的效率是閣較懸。根據咧欲中子反應爐使用燃料的無仝，伊會使是鈽增殖反應爐嘛會使單純的消磨鈽。

遮的緊著爐反應爐佮熱著爐反應爐相比並予其他的問系元素發生增變。因為熱中子反應爐使用低能中子，被系元素佇熱中子的作用下閣較會發生中子抹著，無簡單就發生裂變。這會形成閣較重的超鈾原子核，減少用維持鏈式反應的熱中子的數量。

==製造過程==

製造混合氧化物核燃料的頭一步是將乏核燃料中的鈽佮賰的鈾（大約百分之九十六）佮其他的必變產物佮核廢料（共約百分之三）分離出來，這一个過程需要佇核再處理工廠當中完成。

===乾燥混合===

混合氧化物核燃料會當通過將二氧化鈾（UO 二）佮二氧化鈽（PuO 二）同時粉碎，然後共混合予好的兩種氧化物壓製成做核燃料細粒。毋過這个加工過程的缺點是會產生大量的放射性塵埃。混合氧化物核燃料包含有百分之七的鈽佮苛貧鈾，若是認為鈽的六十百分之馮六十五攏是鈽-兩百三十九，這種核燃料的效果佮鈾-兩百三十五濃縮至百分之四陽五的二氧化鈾核燃料相仝。若使用武器級的鈽（鈽-兩百三十九的含量大過百分之九十）， 遐爾只需要核燃料當中干焦需要百分之五的鈽即可。

===共同沉底===

溶解佇硝酸中的硝酸鈾和硝酸鈽會使通過加入鹼性物質氨以形成重鈾酸銨佮氫氧化鈽的混合物。若是咧含有百分之五氫氣的孵氣當中加熱，將會形成二氧化鈾佮二氧化的混合物。得著的末會當通過壓制花草的細粒仔。這款青色的細粒仔會當通過燒結轉變是鈾混合氧化物的細粒仔。這種方法得著的核燃料佇微觀尺度頂懸更加齊勻，毋過猶原有可能看著有寡區域富含鈽，猶閣有寡區域含鈽較少。

==扳成分==

為著避免鈽中短壽同位素的衰變所帶來的問題，閣處理燃料得著的鈽經常需要趕緊製成混合氧化物核燃料。比如講鈽-兩百四十一會衰變做摃-兩百四十一，搤槌仔-兩百四十一會釋放出伽馬射線。若分離出來的鈽佇核燃料加工廠中囥五冬，衰變產生的摃就會予工作人員的身軀健康𤆬來危險。就算講因為石頭-二百四十一所釋放出來的伽馬射線的能量較低，一毫米厚的鉛抑是較厚的玻璃就對工作人員的身體提供有夠額的保護矣，毋過若需要處理大量的被，猶原真有可能接受大劑量的輻射。

綜合所述，因為鈽-二百四十一个壽命較短（半衰期大約十四糊一年）， 囥時間較長的反應爐級鈽會產生大量的被被-兩百四十一，這會當予燃料袂當佇混合氧化物核燃料的工場得著使用。只要需要五年的時間，反應爐級的鈽中所含的暝-兩百四十一的含量就相當懸矣。毋過，遮的囥時間較長的反應爐級鈽猶原會當通過化學分離的方法將鈽佮隱分離出來。毋過就算佇上歹的狀況下，被鈽混合物的放射性嘛袂比乏核燃料溶液的放射性閣較強，因此通常使用的鈾提提法抑是其他的水閣處理方法攏通用於提取鈽。

另外咧，鈽-兩百四十一嘛是一種裂變物質，伊真容易佇熱中子的作用之下分裂變，因此鈽-兩百四十一衰變做摃-二百四十一以後會減少會當用作核反應爐燃料的鈽，煞予會當知影著中子的原子核數量增加（就算講遮的物件揣著原子核了後會轉變做其他的這个可裂變仝位素）。 雖然經過囥過，鈽-兩百三十八會通過 α 衰變做是鈾-兩百三十四，隨後會當共除去，對提升裂變物質的比例產生積極的效果，毋過由於鈽-兩百三十八的半衰期做八十七撨七年，比鈽-兩百四十一長的濟，而且乏核燃料內底通常鈽-兩百三十八的含量嘛無懸，按呢因此按呢做抑是無價值的。鈽-兩百三十九、鈽-兩百四十佮鈽-兩百四十二的半衰期攏非常長，毋才會𪜶的衰變會當小可仔忽略。鈽-兩百四十四的半衰期閣較長，但是伊強欲無法度過中子抹著形成，這是因為鈽-兩百四十三衰變做摃-兩百四十三的速度非常的緊，其半衰期干焦有大約五點鐘。

==扳成分==

被佮喬攏會當添加到用佇咧快中子反應爐燃料的鈾混合氧化物核燃料當中。這嘛是假仙變的一種方法。對抹做加工愛比加工鋪閣較困難，這是因為石頭會當發射出中子，所有混合氧化物燃料的生產線就需要使用鉛和水作為屏閘物，以保護工作人員。

學生的中子輻射嘛會生做閣較重的被系的元素，比如講響著。學會當增加乏核燃料的中子放射性，伊可能使燃料循環受著強中子輻射的污染。所以，學佇大多數的混合氧化物燃料當中攏屬於需要去除的物質。

==鋪混合氧化物燃料==

包含講鋪佮鈽的混合氧化物燃料嘛當佇咧予人研究，這種物質有當時仔嘛予人號做是'''鋪混合氧化物燃料'''。

撨威的研究認為，鋪燃料的空泡係數佇鈽含量達百分之二十一的時陣為負數，搤對於混合氧化物燃料鈽含量為百分之十六時該係數為負。𪜶認為講，被鈽燃料佮混合氧化物燃料相比存在著一定的優勢。

==另見==

==參考文獻==

==外部連結==

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