快堆

2012年10月31日，作為國(guó)家“863計(jì)劃”重大項(xiàng)目的“中國(guó)實(shí)驗(yàn)快中子反應(yīng)堆工程”通過了專家組驗(yàn)收。自此，我國(guó)成為世界上少數(shù)擁有快堆技術(shù)的國(guó)家之一。中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆熱設(shè)計(jì)功率65兆瓦，電功率20兆瓦，是目前世界上為數(shù)不多的大功率，具備發(fā)電功能的實(shí)驗(yàn)快堆。

快堆，即快中子反應(yīng)堆，是世界上第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)的主力堆型，代表了第四代核能系統(tǒng)的發(fā)展方向。目前，全世界400多座核電站采用的還主要是熱堆（即熱中子反應(yīng)堆）。熱堆在技術(shù)上比較成熟，但是不足之處也很突出，它的核原料利用率只有3%左右，其余產(chǎn)生的都是核廢料。而快堆可以將核原料利用率提高到60%以上，同時(shí)降低核廢料的產(chǎn)生，減輕放射性危害，從而實(shí)現(xiàn)世界能源的可持續(xù)發(fā)展和綠色發(fā)展。

為什么快堆要比熱堆的核原料利用率高得多呢？在天然鈾中，僅有0.714%的鈾同位素——鈾235能夠在熱中子的作用下發(fā)生裂變反應(yīng)，而占天然鈾絕大部分的鈾同位素——鈾238卻不能在熱中子的作用下發(fā)生裂變反應(yīng)。不過，鈾238在吸收中子后，經(jīng)過幾次核衰變，可以轉(zhuǎn)換成另一種可裂變的核材料钚239。而快中子對(duì)鈾238的轉(zhuǎn)換效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于熱中子，從而導(dǎo)致快堆的發(fā)電效率要比熱堆大得多。所謂快中子，是相對(duì)熱堆中的“慢中子”而言的。在熱堆中，中子的速度要通過慢化劑慢化之后才能起作用，而快堆因不需要慢化劑而令其中的中子速度較快。