LFR反應(yīng)器是一種核反應(yīng)堆,它使用液體燃料來進(jìn)行核裂變反應(yīng)。與傳統(tǒng)的固體燃料反應(yīng)堆相比,它具有更高的安全性和更高的燃料利用率。
近年來,由于在磁存儲設(shè)備、生物技術(shù)、水凈化和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,如熱療、化療、磁共振診斷成像、磁感染和藥物遞送等,對高效合成磁性氧化鐵NP的興趣顯著增加。
該工作涉及使用Corning AFR微通道反應(yīng)器通過共沉淀和還原法合成膠體氧化鐵納米顆粒,氧化鐵納米顆粒的XRD和TEM分析分別證實(shí)了其晶體性質(zhì)和納米尺寸范圍。另外使用電子自旋共振光譜研究了氧化鐵納米顆粒的磁性,康寧微通道反應(yīng)器制備的氧化鐵納米顆粒表現(xiàn)出超順磁性行為。
一. 氧化鐵納米顆粒形成的反應(yīng)原理
1.控制兩個反應(yīng)器中氧化鐵納米顆粒形成的總沉淀還原反應(yīng)如下:
2.隨后,按照以下反應(yīng)生成氧化鐵:
LFR反應(yīng)器工作原理基于兩種液體:燃料和冷卻劑。
反應(yīng)堆內(nèi)放置著一個钚或鈾等燃料的溶液,燃料液體通過管路循環(huán)流動,被加熱后轉(zhuǎn)化為蒸汽并產(chǎn)生動力。同時(shí),冷卻劑沿著另一個管路進(jìn)入反應(yīng)堆,從而吸收反應(yīng)過程中產(chǎn)生的熱量并冷卻反應(yīng)堆。最終,冷卻劑帶著熱量離開反應(yīng)堆,被用于發(fā)電或其他用途。
相對于傳統(tǒng)的固體燃料反應(yīng)堆,LFR反應(yīng)器具有幾個優(yōu)點(diǎn):
首先,液體燃料在反應(yīng)堆內(nèi)的穩(wěn)定性更高,不會像固體燃料那樣出現(xiàn)燃料棒移位等問題。其次,液體燃料可以更高效地利用,因?yàn)樗梢愿玫剡m應(yīng)反應(yīng)堆內(nèi)的不同溫度和中子通量。反應(yīng)器具有更高的安全性,因?yàn)橐后w燃料可以在出現(xiàn)問題時(shí)自動排放到相對安全的位置,從而防止了可能導(dǎo)致災(zāi)難性后果的意外。
然而,它也面臨著一些挑戰(zhàn)。首先,由于液體燃料具有高度腐蝕性和輻射性,需要設(shè)計(jì)合適的材料來承受反應(yīng)堆內(nèi)的惡劣環(huán)境。其次,需要更高的技術(shù)水平來控制燃料流動和冷卻劑循環(huán),以確保反應(yīng)堆的穩(wěn)定性和安全性。此外,在反應(yīng)器中處理廢物和使用過的燃料也是一個挑戰(zhàn),因?yàn)檫@些液體也具有高度的輻射性和腐蝕性。
總體來說,LFR反應(yīng)器是一種非常有前途的核反應(yīng)堆類型。它具有更高的安全性、更高的燃料利用率和更好的經(jīng)濟(jì)性,可以為未來的能源發(fā)展提供巨大的潛力。然而,LFR 反應(yīng)堆也需要克服一些技術(shù)和管理上的難題,才能在未來得到廣泛的應(yīng)用。