快中子增殖堆

快中子增殖堆，全稱應為快中子核反應堆，也叫快速增值核反應堆。

現在在用的核反應堆多數為輕水堆（分壓水堆和沸水堆）兩類，採用鈾235為原料，一般自然界鈾235的藴藏量為0.7%，為保證核反應正常進行，一般輕水堆採用3-4%濃縮鈾235為原料，也就是説真正參與核反應的原料只有3-4%，餘下是會產生輻射的鈾238廢料，鈾238不能由中子直接激發裂變產生能量。長期以來核廢料的處理一直是一大難題。

在早期核反應實驗時，有人發現鈾238在參與裂變時，會少量吸收高速中子變為鈾239，但鈾239極不穩定，會快速衰變為較為穩定的鈈239，鈈239亦可作為與U235相似的裂變原料。

基於此特性，60年代末法國科學家首先通過加大快中子產生量，製造出了第一台快中子堆。以較為普遍的濃縮鈾238為原料，通過快中子使原料中鈾238不斷轉化為鈈239，產生大於消耗，使得原料實現不斷增值。

採用快中子堆，短期來看，首先解決了核廢料的處理問題。快速堆可以使原料利用率提高50-60倍，即實際原料重量的70%左右（一説90%，個人認為不太可能），產生廢料的量大為減少，週期也大大增加。長期來看，可以解決長期人類對裂變性核原料的需求。

現階段基本掌握快中子堆技術的國家為美國、法國、日本、俄羅斯等，真正能有能力實現商業化運營的只有法國一家，我國亦廣泛開展了該領域的研究，現已有數座試驗性快堆在使用中。快堆技術難度遠較技術成熟的壓水堆高，即使是核原料的組合堆置也有一定技術要求，故推廣有難度。

由於建成後事故頻發，長期無法正常運轉，日本政府2016年12月21日決定報廢“文殊”快中子增殖反應堆，但還將堅持核燃料循環利用政策，繼續研發替代型快中子增殖反應堆。當天召開的核能相關內閣成員會議正式作出了這一決定。未來“文殊”快中子增殖反應堆報廢工作可能需要30年，耗資約3750億日元（1日元約合0.06元人民幣）。“文殊”反應堆位於福井縣敦賀市，是一個科研用快中子增殖反應堆，不是商業核反應堆。它以鈈鈾混合氧化物為燃料，由於其中的鈾吸收中子後會變成鈈，反應堆可以產出比消耗量更多的鈈，因此可以對核燃料循環利用，被日本視為核電領域重要的研究方向。“文殊”反應堆1994年首次達到接近正常運行的臨界狀態，但1995年發生了用於冷卻核燃料的鈉冷卻劑泄漏事故並引發火災，之後一直停運。到2010年重啓，但不久又發生了反應堆內部裝置脱落事故，反應堆再次停運。為了達到實用化，這一反應堆已耗資超過1萬億日元。由於事故與故障頻發，這一反應堆22年時間裏僅運營了短短250天，實際發電只有44天。福井縣地方政府一直強烈反對政府報廢這一反應堆，日本中央政府則一直難下決斷。雖然日本政府最終作出報廢決定，但表示還將繼續研發快中子反應堆，堅持核燃料循環利用政策。 ^[1] 

新華社北京2008年12月11日電 (記者孫聞)中國原子能科學研究院院長趙志祥11日説，原子能院在建的我國首個實驗快中子增殖反應堆已進入最後安裝調試階段，計劃於2009年達到臨界，2010年實現併網發電，2015年建成示範快堆並實現商用。 趙志祥當天在紀念“一堆一器”建成50週年大會上介紹，快中子增殖反應堆簡稱快堆，建成後的快堆可將天然鈾資源的利用率從壓水堆的約1%提高到60%～70%，這對於充分利用我國鈾資源、持續穩定地發展核電、解決後續能源供應等具有重大的戰略意義。另據原子能院副院長萬鋼介紹，這個實驗快堆建成後熱功率為65兆瓦，淨髮電功率為20兆瓦。 ^[2]