“快堆”是什麼？對大多數業外人士來說，快堆，是個全然陌生的概念。
中國實驗快堆（CEFR）的全稱是“鈉冷快中子增殖反應堆”。 “實驗快堆的主容器高12米，直徑8米。中間的堆芯裝有81盒6角型的燃料組件，每盒組件中有61根燃料棒。每個燃料棒上還有繞絲，以保證導熱的鈉液可以流入。”中國原子能科學研究院總工程師、研究員張東輝介紹說，“如有燃料棒需要更換，快堆還可以實現封閉式換料。”
領銜建造這座實驗快堆的總工程師，是中國工程院院士、中核集團快堆首席專家、國家能源快堆工程研發（實驗）中心學術委員會主任徐銤。他告訴記者，我國是世界上第8個擁有第四代核反應堆——快堆技術的國家。我國快堆工程發展的第二步——示範快堆，作為國家重大核能科技專項，已於2017年12月29日在福建霞浦正式開工。
投身快堆研發50年的徐銤院士告訴記者，快堆有兩大特點：“一是它能增殖易裂變核燃料。自然界的天然鈾，只有鈾-235才是易裂變核燃料，但它在鈾礦中的丰度只有約0.7%，而不大能裂變的鈾-238卻在天然鈾中佔到99.2%以上。在第二、第三代壓水堆中，鈾-238是無法發生裂變反應的；而在快堆中，核燃料是鈈和鈾-238，鈈裂變釋放的快中子會被裝在反應區周圍的鈾-238吸收，又變成能裂變的鈈，且生成的鈈比消耗掉的還要多，裂變反應就此循環持續下去，稱之為‘鏈式反應’，快堆也因此稱為‘快中子增殖反應堆’。它真正消耗的是佔到99.2%以上的鈾-238。”
“在快堆的閉式燃料循環系統支持下，它把鈾資源的利用率從壓水堆的1%左右提高到60%以上。由於利用率的提高，更貧的鈾礦也值得開採。如此，就不怕經濟可採鈾資源的有限性，能保證核電長期應用。”
僅此一點就不可小覷。張東輝告訴記者，一座百萬千瓦級的壓水堆核電站，在其60年壽命週期內需要大約1萬噸天然鈾用作燃料。
根據有關世界能源組織之前公佈的數據，地球上無論是石油、天然氣、煤炭，還是鈾礦的現存儲量，可開採年份大多在100年以內，而快堆如果能將鈾資源的利用率提高60-70倍，這對國家的能源安全是巨大的貢獻，還可大大減少二氧化碳的排放。
“快堆的第二個特點是，快堆中的快中子可以把壓水堆用過的核燃料中的高放長壽命次錒系核素鎿、鎇等當燃料裂變掉，放出熱能發電，變廢為寶。不僅如此，壓水堆用過後的燃料中長壽命裂變產物如碘-129和礙-99等還可以在快堆中嬗變掉，變成一般的短壽命裂變產物，或變成穩定同位素。所以快堆可使原來需要作地質貯存的高放廢物量大大減少，降低地質變動下環境受放射性汙染的風險。”
這讓記者頓悟，為什麼徐院士常對他的學生說，我們發展快堆是“替天行道”。之前的壓水堆核電站乏燃料裡的鈈和錒系核素（MA）要存放300-400萬年，才能達到與天然鈾同等的低放射水平。而快堆的一般裂變產物，只要300-400年，就能與天然鈾的放射水平一樣低，極大地降低了其貯存的風險和成本。而且，據專家初步估算，一座焚燒快堆可嬗變掉5-10座相同功率的熱堆產生的MA量（即支持比為5-10）。
徐銤寄語
快堆的意義何在？“首先發展增殖堆的國家將在原子能事業中得到巨大的競爭利益；會建增殖堆的國家，實際上已永遠解決了它的能源問題。”世界著名物理學家、諾貝爾物理學獎獲得者費米的話，影響了徐銤一生。
“目前，世界上商業運行的450臺核電機組大多是第二代核電站。”徐銤說，“進入新世紀，全世界核能技術領先的國家都在競相研發第四代核電技術。作為第四代核電站的快堆，是我國發展可持續的清潔能源的必然選擇。”
轉自文匯網。
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