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冷却剂

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将燃裂变热量带出堆外

本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目审核。

冷却剂是把反应堆堆芯核燃料裂变释放出来的能量带出反应堆的介质。对反应堆冷却剂，除要求满足一般热工、水力学性能外，主要要求热中子吸收截面小、感生放射性弱、辐照稳定性好并与反应堆结构材料有好的相容性。

热中子反应堆常用的冷却剂有轻水、重水、二氧化碳、氦气等。快中子增殖堆用液态金属钠、钾及其合金作冷却剂。^[1]

中文名: 冷却剂
外文名: heat-carrying agent

别名: 载热剂
分类: 液体/气体冷却剂
作用: 吸收裂变释热

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介绍

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干冰

冷却剂又称载热剂堡采乎举(heat-carrying agent)。用来冷却堆内燃料元件并将燃料裂变时所发出的热量带出堆外的物质。快堆中常用蒸炼液态金属钠狼举颈和钠钾合金作冷却剂。冷却剂应有良好的导热性能和小的中子吸收截面，它与结构材料应有良好的相容性。冷却剂的化学稳定性要翻奔才好，能在归寒较高的温度凝汗放下工作，以获得较高的热效率，价格应该便宜，使用安全。有时誉市拜冷却键茅剂和慢化剂用同一种物质。冷却剂将堆芯热量带出堆外以供利用，本身被冷却返回堆内重新循环。

分类

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冷却剂液体冷却剂和气体冷却剂两类。前者包括(轻)水、重水、碳氢化合物、液态金属(钠、钾)和低熔点的熔盐等，后者有氦气和二氧化碳等。

水具有良好的热物理性能，价廉、使用方便，且所需泵送功率小，故以水作慢化剂和冷却剂的轻水堆获得了迅速发展。重水核特性虽比水好，但价格昂贵，以致使用受到限制。

钠的热物理性能好，但对热中子吸收截面大，只适用于快中子堆。氦气的中子吸收截面小、不腐蚀设备，且具有优良的传热性能，但价格高、泄漏大，适用于高温气冷堆和快中子堆。

在使用液态核燃料或液体慢化剂的反应堆中，核燃料或慢化剂可同时兼作堆芯的冷却剂;使用固态核燃料和固体慢化剂的反应堆，则必须采用另外的冷却剂。冷却剂须不断流过堆芯，随时将热量带走，确保堆芯保持一定的温度，防止堆芯过热或烧毁。^[2]

几种常用的冷却剂

性能要求

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理想的冷却剂应具有以下性能：

(1)良好的核特性，即中子吸收截面小，因辐照面形成的感生放射性弱；

(2) 良好的热物理性能，比热大，导热系数大，熔点低，沸点高，饱和压力宜低；

(3)密度高、粘度小；

(4)良好的辐照稳定性和热稳定性，与结构材料的相容性要好（即不致发生使结构材料性能变坏的物理作用或化学反应），成本低，使用方便等。

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