液态金属冷却反应

液态金属冷却反应堆首先在核潜艇中投入实际使用，但需要进一步研究以将其用作动力堆。

由于金属冷却剂比被广泛用作冷却剂的水具有更高的密度和更高的冷却效率，因此可以实现高功率密度。这在尺寸和重量特别重要的应用中引起了关注，例如船舶和潜艇。许多水冷反应堆设计都使用高压来提高水的沸点，这在安全性和维护方面一直是个问题。但是，液态金属冷堆不需要加压，因此没有这种问题。 。另外，由于可以将液态金属加热至高温，所以可以产生温度比水冷炉高的水蒸气，可以实现高的热效率。结果，与常规反应器相比，可以获得更高的输出。

因为具有高导电性的液态金属，电磁泵可以使用循环的。另一方面，液态金属是不透明的，在检查和修理时会带来困难，根据使用哪种金属，存在着火的危险（特别是使用碱金属时），腐蚀性和活化引起的产物的问题。

目前，所有液态金属冷却反应堆都是快堆，其中大多数是用于舰船的快中子增殖堆或推进反应堆。这是因为液态金属具有极佳的导热性，并且适合于与其他类型的炉子相比以较小的占地面积产生更多热量的快速反应器。另外，期望冷却剂具有较小的中子吸收，但这主要是因为要求快速反应堆具有良好的中子经济性。由于低速中子易于吸收，因此冷却剂理想地具有低中子减速能力。另外，重要的是冷却剂不会腐蚀反应堆结构材料，并且要​​求熔点和沸点在与反应堆的工作温度相称的范围内。

理想情况下，需要不沸腾的冷却剂，因为冷却剂的沸腾会导致冷却系统泄漏，并造成冷却剂事故（LOCA）的损失。换句话说，如果可以防止冷却剂沸腾，则冷却系统中的压力可以始终保持在正常水平，并且可以大 大降低发生这种事故的可能性。因此，有许多设计可通过将整个反应器和热交换器放置在冷却水池中来消除有效失去内部回路冷却的风险。

理论上，加压水可以用作快速反应堆的冷却剂，但中子会吸收并减速。堆芯中的冷却水流速受到限制，考虑到快速反应堆的高功率密度，使用熔融金属代替水是合理的。这是因为，即使在加压状态下，水的沸点也大 大低于金属冷却剂的沸点，以提高冷却效率。