加拿大重水鈾反應堆

加拿大重水鈾反應堆或稱「CANDU反應堆」或是「坎度堆」，是加拿大原子能有限公司、安大略水電公司（英語：Ontario Hydro）和加拿大通用電氣（英語：Canadian General Electric）聯手於1954年開始研發的壓水式重水反應堆。SNC-Lavalin於2011年買下CANDU反應堆的技術^[1]。 CANDU反應堆使用重水當作中子減速劑和反應堆冷卻劑，核燃料使用未經濃縮的天然鈾礦。甚至可以直接使用混合氧化物核燃料(MOX fuel)^[2] 或是再處理鈾 ^[3] 當作燃料。CANDU反應堆利用核分裂的熱能產生電力。CANDU源自「CANada Deuterium Uranium」。

有兩種主要類型的CANDU反應堆，最初的設計大約500 MW_e，旨在用於大型工廠的多反應堆裝置，以及600 MWe級的合理化CANDU 6，設計用於單一獨立單元或小型多單元工廠。 CANDU 6機組在魁北克和新不倫瑞克以及巴基斯坦，阿根廷，韓國，羅馬尼亞和中國建成。非CANDU 6設計的一個例子被出售給了印度。該多機組設計僅在加拿大安大略省使用，隨着該省安裝更多機組，該機組的規模和功率不斷增加，在達林頓核電站（英語：Darlington Nuclear Generating Station）安裝的機組達到約880 MW_e。以與CANDU 6類似的方式合理化大型單元的努力導致了CANDU 9。

原理^[4]

加拿大重水鈾反應爐使用重水作中子減速劑，效率是普通的水的1700倍，而且重水吸收的中子比普通的水少。所以重水反應堆可以使用未經濃縮的鈾（0.7%鈾-235，其餘大部分的成分為鈾-238），甚至再處理鈾當作燃料。但和輕水反應堆相比，加拿大重水鈾反應爐需要更多的核燃料以達到相同的發電量。重水也負責把核分裂的熱能傳送到蒸氣產生器，產生的蒸氣驅動渦輪發動機，再經過發電機產生電力。加拿大重水鈾反應爐的燃料是橫的放的（平行於地面），可以在正常運轉下更換燃料，不像輕水反應堆，燃料是直的放的（垂直於地面），更換燃料前必須停機。而且橫的放的燃料在過熱時會彎曲，自然地減慢核分裂反應。

此外，加拿大重水鈾反應爐使用電磁力作為控制棒的動力，所以沒有停電的問題。

CANDU6的冷卻劑的規格^[5]如下

輸入口的溫度	266℃
輸出口的溫度	310℃
輸出口的壓力	10MPa

CANDU6加強版（Enhanced CANDU6, EC6）^[3]

建立在CANDU6的基礎之上，配搭效率更佳的渦輪發動機。是700MWe第三代反應堆，設計使用年限為60年，每年的容量因子大於92%。可以直接使用天然鈾礦當作燃料，適用於小型規模或是中等規模的輸電網絡。

核燃料的循環

CANDU燃料循環可能的的範圍：CANDU反應堆可以接受多種燃料類型，包括來自輕水反應堆的已被用過的燃料

一個重水設計可以維持比輕水反應堆更低濃度裂變原子的連鎖反應，從而可以使用一些替代燃料; 例如，從已被用過的輕水堆燃料中「回收鈾」（RU）。 CANDU設計用於鈾含量僅為0.7％的天然鈾，因此含有0.9％鈾-235的RU是一種豐富的燃料。這從鈾中進一步提取了30-40％的能量。開發中的DUPIC（直接使用廢壓縮堆燃料在CANDU中）可以在不進行後處理的情況下進行回收。燃料在空氣中氧化（氧化），然後在氫氣（還原）中破碎成粉末，然後形成CANDU燃料顆粒。坎杜堆也可以從更豐富的釷中生產燃料。這種情況正在印度被調查，以利用其天然釷儲備。

甚至比輕水堆更好，坎杜堆可以使用鈾和鈈氧化物（MOX燃料）的混合物，鈈既可以來自拆解的核武器，也可以使用再加工的反應堆燃料。再加工鈈中的同位素混合物對武器沒有吸引力，但可用作燃料（而不僅僅是核廢料），而燃燒武器級鈈則消除了核武器擴散危險。如果目的是明確地從乏燃料中燃燒鈈或其他錒系元素，那麼建議使用特殊的惰性基質燃料，以便比MOX燃料更有效地完成此項工作。由於它們不含鈾，這些燃料不會生產任何額外的鈈。

大事紀^[6]

1954年	Wilfrid B. Lewis 促成 Atomic Energy of Canada Limited、Ontario Hydro和Canadian General Electric Company一起研發CANDU反應堆
1962年	核能示範機（英語：Nuclear_Power_Demonstration）( Nuclear Power Demonstration)成功驗證CANDU概念可行，包含在反應堆運轉中更換燃料，以及重水可以同時作為中子減速劑和反應堆的冷卻劑
1968年	第一座CANDU反應堆（Douglas point nuclear generating station（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館））開始運轉
1971年	皮克靈核電站A（英語：Pickering nuclear generating station） A unit 1的一號機組開始商轉。
1971-1973年	皮克靈核電站A的四座CANDU機組開始商轉
1972年	巴基斯坦的卡拉奇核電廠（英語：Karachi Nuclear Power Complex）的一號機開始商轉
1977-1979年	布魯斯核電站A（英語：Bruce nuclear generating station）的四座CANDU機組開始商轉
1983年	加拿大的Point Lepreau核電站（英語：Point Lepreau Nuclear Generating Station）和Gentilly-2核電站（英語：Gentilly-2 nuclear facility）開始商轉；南韓的月城核電站的一號機開始商轉
1983-1986年	皮克靈核電站B的四座CANDU機組開始商轉
1984年	阿根廷的恩巴爾賽核電站（英語：Embalse nuclear power station）開始商轉
1984-1987年	布魯斯核電站B的四座CANDU機組（各915MWe）開始商轉
1987年	在加拿大工程百年的紀念活動，CANDU反應堆獲得十大成就之一的殊榮
1990-1993年	達靈頓核電站（英語：Darlington Nuclear Generating Station）的四座CANDU機組開始商轉
1996年	羅馬尼亞的切爾納沃德核電廠的一號機開始商轉
1997-1999年	南韓的月城核電站二號機、三號機和四號機開始商轉
2002-2003年	中國的秦山核電廠三期的兩座CANDU機組開始運轉
2007年	羅馬尼亞的切爾納沃德核電廠的二號機開始運轉

參見

核子反應堆列表

參考文獻

^ Government of Canada and SNC-Lavalin Group Reach Agreement on AECL CANDU Reactor Division. [2018-04-18]. （原始內容存檔於2018-01-06）.
^ CANMOX. [2018-04-18]. （原始內容存檔於2018-04-18）.
^ ^3.0 ^3.1 Enhanced CANDU 6 Technical Summary (PDF). [2018-04-18]. （原始內容 (PDF)存檔於2019-03-06）.
^ CANDU reactor. [2018-04-19]. （原始內容存檔於2018-04-19）.
^ CANDU Reactor (PDF). [2018-04-19]. （原始內容 (PDF)存檔於2018-05-17）.
^ CANDU History. [2018-04-18]. （原始內容存檔於2018-04-18）.

外部連結

（英文）The Evolution of CANDU Fuel Cycles and Their Potential Contribution to World Peace（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
（英文）Candu Energy Inc.（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
（英文）Organization of CANDU Industries
（英文）CANDU Owner's Group（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
（英文）CBC Digital Archives - Candu: The Canadian Nuclear Reactor（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
（英文）Will CANDU do? Walrus Magazine（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）

[1] Government of Canada and SNC-Lavalin Group Reach Agreement on AECL CANDU Reactor Division. [2018-04-18]. （原始內容存檔於2018-01-06）.

[2] CANMOX. [2018-04-18]. （原始內容存檔於2018-04-18）.

[EC6-3] 3.0 ^3.1 Enhanced CANDU 6 Technical Summary (PDF). [2018-04-18]. （原始內容 (PDF)存檔於2019-03-06）.

[4] CANDU reactor. [2018-04-19]. （原始內容存檔於2018-04-19）.

[5] CANDU Reactor (PDF). [2018-04-19]. （原始內容 (PDF)存檔於2018-05-17）.

[6] CANDU History. [2018-04-18]. （原始內容存檔於2018-04-18）.

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