減少核廢物和提高效率，促進可持續的能源未來

快中子反應堆可以提高核能的效率，減少放射性廢物的環境足跡。一些國家正在探索這些創新型反應堆，以幫助確保可持續的能源未來。

快中子反應堆維持裂變鏈式反應不需要使用水等慢化劑慢化中子。在現有熱堆中只有一小部分天然鈾被用作燃料，而快堆則可以利用燃料中包含的幾乎所有鈾，使提取的能量多70倍，從而減少對新的鈾資源需求。

快堆也采取所謂的閉式核燃料循環運行。在閉式燃料循環中，乏燃料，即經過輻照后的核燃料，被再循環和再利用。這種能源系統有可能持續數千年。相比之下，在開式燃料循環中，核燃料只使用一次，乏燃料被宣布為廢物，最終在地質處置庫中進行地下處置。

快堆還可以產生或“增殖”比消耗量更多的燃料，并燃燒掉乏燃料中包含的一些廢物，例如次錒系元素，這是熱堆無法有效做到的。燃燒掉這些廢物，可以大大減少壽期最長的放射性廢物的數量、毒性和壽期。

“隨著許多國家在尋找提供清潔能源的可持續方式，能源的環境足跡，例如它的廢物，對他們來說都是大問題。”原子能機構核燃料循環技術負責人Amparo Espartero Gonzalez說，“減少這一足跡的能力，同時也能從核燃料中獲得更多的收益，這是快堆日益吸引許多國家的重要部分，也是推動其技術發展的原因。”

東山再起

快堆是核電早期部署的首批技術之一，當時人們認為鈾資源稀缺。但是，由于技術和材料方面的挑戰阻礙了發展，并且發現了新的鈾礦藏，輕水堆最終成為行業標準。目前已有五座快堆投入運行：俄羅斯的兩座在運堆（BN-600和BN-800）和一座試驗堆（BOR-60），印度的快中子增殖試驗堆（FBTR）和中國實驗快堆（CEFR）。

新的概念、技術和材料研究進展，加上將核電納入可持續能源的長期愿景，現在正在重振快堆方案。這些進步一般都以創新升級為特征，例如安全性能提高、設計改進和更緊湊提高了經濟性。新的設計還包括采用可替代冷卻劑，例如熔鹽、鉛、鉛鉍和氣體。

“快堆已經發展了幾十年，主要作為燃料增殖反應系統，近年來，還作為長壽命電池型小型模塊堆甚至微堆。”原子能機構快堆技術發展工作組組長Vladimir Kriventsev說，“快堆可以使核電成為可持續數千年的能源，并能顯著改善核廢物管理。”

發展中的快堆

世界各地都在發展快堆。原子能機構通過協調研究項目、技術出版物、技術工作組和國際會議等方式在支持快堆發展和部署以及共享信息和經驗方面發揮著核心作用。

俄羅斯已經運行著兩座鈉冷快堆，計劃在2035年后部署一座下一代1200兆瓦（電）商用快堆，作為與輕水堆配合使用的自持系統的一部分。在快堆的協助下，熱堆的乏燃料將經過后處理再利用，最終的廢物足跡將比普通核燃料小10倍。

印度正在進行500兆瓦（電）鈉冷原型快中子增殖反應堆調試，這是印度正在規劃的幾座工業快堆中的第一座。中國運行著一座20兆瓦（電）實驗快堆，正在建造一座大型示范快堆，并計劃最終部署商用快堆。

在北美，正在開發使用不同冷卻劑（包括熔鹽）的若干快堆設計。美國計劃建造一座試驗快堆，以促進該技術的進一步發展，并計劃建造一座1.5兆瓦（電）示范微型快堆，同時用于論證一種適合用于未來創新型反應堆的新型后處理燃料。

自20世紀50年代以來，快堆的技術可行性已得到充分證明。法國的1200兆瓦（電）“超鳳凰”快堆于1998年關閉之前商業運行了12年，并繼續對該技術進行研究和發展。韓國和日本也是如此。日本計劃重新啟動一座實驗性快堆。

不過，快堆更廣泛的工業部署在很大程度上仍將取決于經濟性的改善。

“在預計鈾價比現在高得多、更加重視廢物最小化的資源受限的世界里，與傳統的熱堆相比，創新的緊湊型快堆可能會更具經濟競爭力。”原子能機構核電技術發展科科長StefanoMonti說，“隨著一些國家積極發展快堆，我們預計快堆在未來幾十年為清潔能源系統作出重要貢獻。”