核反应堆为什么不能小型化、技术阻碍在哪里

反应性控制方面：体积越小的反应堆需要富集度越高的核燃料，对反应性的控制要求越高，需要强吸收能力的控制棒组件，无论是核燃料还是控制棒，经济性上都没有常规能源划算。

目前作为能源的核反应堆都是裂变反应，为了产生核反应，核燃料棒有质量、纯度的要求，会占用一定的体积；裂变物质都具有放射性，为了防止放射性物质外泄，需要有一定的防护措施，这些装置比较占体积；

核反应堆把核能转换为其它能量（机械能或电能）的途径基本是核能——热能——机械能——其它能这一途径。

扩展资料：

原子由原子核与核外电子组成。原子核由质子与中子组成。当铀235的原子核受到外来中子轰击时，一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质量较小的原子核，同时放出2—3个中子。这裂变产生的中子又去轰击另外的铀235原子核，引起新的裂变。

如此持续进行就是裂变的链式反应。链式反应产生大量热能。用循环水(或其他物质)带走热量才能避免反应堆因过热烧毁。导出的热量可以使水变成水蒸气，推动汽轮机发电。由此可知，核反应堆最基本的组成是裂变原子核+载热体。

但是只有这两项是不能工作的。因为，高速中子会大量飞散，这就需要使中子慢化增加与原子核碰撞的机会；核反应堆要依人的意愿决定工作状态，这就要有控制设施；铀及裂变产物都有强放射性，会对人造成伤害，因此必须有可靠的防护措施。

参考资料来源：百度百科-核反应堆

小型核反应堆能否取代大型核电站

小型核反应堆在核电行业有着更明确的定义，按照国际原子能机构的定义，小型堆功率为300 MW以下，这个数字远远大于美国少年发明了小型核反应堆的功率。与第3代大型反应堆相比，小型反应堆有自身的优点，比如一体化堆芯设计，可实现更高的安全性，放射性储存量少，能够满足市场多样化的需求，除了提供单一的发电功能外，还有许多其他工业用途，如核能制氢、原油提纯、煤炭液化、热电联产、工业供热和海水淡化等。国内在建的石岛湾200 MW高温气冷堆属于小堆范畴，中核集团研发的多用途模块式小型压水堆ACP100，装机容量100～150 MW，目前已与福建漳州、湖南衡阳市、湖南新化县、江西赣州市、江西横峰县、江西南昌县政府签署小型堆项目合作协议。国外比如阿根廷、印度、巴基斯坦、俄罗斯、斯洛伐克都正在建造小堆。国外小堆机型较多，竞争激烈，如巴威B&W公司的mPower小型反应堆、西屋公司225 MW级WSMR反应堆、Holtec国际公司160 MW级SMR-160 反应堆、的CAREM（先进型小型核电站），韩国SMART一体化模块式先进反应堆研发活动也在快速推进。大型核反应堆装机容量大，投入资金大，对于很多中小国家只能是望洋兴叹，小堆的兴起可以满足很多中小国家的能源需求。但是小堆要取代大堆是完全不现实的，对于像中国这样的大国，能源需求是非常巨大的，目前我国核电装机容量1800万千瓦，占全国装机容量比例不到2%，要实现2020年装机容量5800万千瓦，在建3000万千瓦的目标，只有建设百万千瓦的大型反应堆。经过二十多年的发展，国内建造大型商业反应堆技术和经验已经相当成熟，产业链也十分完善，更容易满足未来越来越多大型城市的能源需求，所以大型商用反应堆是最好的选择，小型核反应堆可作为其有益补充。

如果小型核反应堆民用化，能够缓解多大的能源危机

2015年8月，据报道美国麻省理工（MIT）的科学家们设计了一款便宜小巧能量高的核反应堆，并称这一技术可以在10年内投入商用，为人们提供清洁又取之不竭的能源。

MIT将新反应器命名为ARC,ARC这个名字来自于同属MIT（本科）毕业的漫威英雄钢铁侠Tony Stark所造的ARC反应堆。这次报道出的MIT所做的ARC反应器，实际上仍然是基于托克马克装置tokamak设计的。

在这里补充一下，tokamak是目前磁约束核聚变方向采用的主流方案，也是研究较多、发展较好的一种反应器。常常被报道的ITER是目前世界上最大的tokamak装置，它的发展目标就是商业化的聚变装置。

据 研究人员介绍，该技术使用了最新的超导材料稀土钡铜氧化物（REBCO）作为磁场线圈的核心材料。该材料可以制造出磁力更强的物体，磁场越强就越能让等离 子体聚集在更小的空间，建造反应堆的用料和时间都将变少，也就减少了核反应堆的成本。而目前世界在建的最大核聚变反应堆ITER耗资预计400亿美元，正 在法国建设中。然而，MIT的研究小组认为，旗下的新反应堆直径只有法国ITER的一半，成本更是连一半都没有，建设时间也快很多。

据悉，新反应堆能利用氢聚变形成氦，释放大量能量，为了维持反应堆的正能量输出（释放的能量高于消耗的能量），等离子体必须被加热到恒星内核级别的温度。新磁场技术再这时候就派上了用场，它们磁力更强，可以为让核聚变容器免于被自身热力融毁。

另一个突破在于用液体材料代替了反应堆内部的固体材料，除了磁场之外，ARC的另一个突破在于用液体材料代替了反应堆内部的固体材料。核聚变反应时，反应堆的核心反应区会被融化，外围材料也面临极端环境的考验，而液体材料在这方面更有优势。