| 词条 | 快堆技术 |
| 释义 | 快中子反应堆的简称，快堆是主要由快中子来引起裂变链式反应的反应堆。在热中子反应堆中，产生的钚－239的数量不足以抵偿消耗的铀－235。只有利用快中子来维持链式反应，使新产生的可裂变材料多于消耗的裂变材料。快堆可以增大核燃料利用率 快堆技术 尽管利用热中子反应堆可以得到巨大的核能，但是，在天然铀中，仅有0.714%的铀同位素——铀－235，能够在热中子的作用下发生裂变反应，而占天然铀绝大部分的铀同素——铀－238却不能在热中子的作用下发生裂变反应。 但铀－238在吸收中子后，经过几次核衰变，可以变成另一种可裂变的核材料钚－239。 快堆中常用的核燃料是钚—239，而钚—239发生裂变时放出来的快中子会被装在反应区周围的铀－238吸收，又变成钚—239。这就是说，在堆中一边消耗钚—239，又一边使铀－238转变成新的钚—239，而是新生的钚—239比消耗掉的还多，从而使堆中核燃料变多。反应开始循环持续下去。 此过程包括 钚—239-----------释放快中子，转变为U235----------快中子击中铀－238-------铀－238转变为钚—239--------钚—239继续放出快中子参与反应 世界上可经济开采的铀资源只相当于世界石油贮量的1／4。因此，利用原先的热中子反应堆发电无法根本解决人类无限需求的能源问题。且这种热堆，在铀资源的利用上极差，只有1～2%可以用来发电，而其余的98～99%的铀只能被作为废料－贫铀弃置。 这样，在原子能工业中我们需要找到新的办法来解决这个问题。其中一个方法是，充分利用贫铀；另一个方法是，根本不用铀。这里讲第一种方法。 在热中子反应堆内，中子的速度要通过慢化剂，实际上就是水，慢化之后打击到目标核U235上，才能引起裂变放出能量，发电时，核燃料U235越烧越少。快中子反应堆不需要慢化剂，它由快中子引发U238转化为Pu239裂变，在发电的同时，核燃料增殖，会越烧越多。但是实际上还是消耗了外部材料U238,使更多的U238参与反应。 快堆增大核燃料利用率 理论上快堆可以将铀－238、铀－235及钚－239全部加以利用。但由于反复后处理时的燃料损失及在反应堆内变成其他种类的原子核，快堆只能使60～70%的铀得到利用。即使如此，也比目前热堆中的压水堆对铀的利用率高140倍，比重水堆高70倍以上。然而由于贫铀、乏燃料、低品位铀矿乃至海水里的铀，都是快堆的“粮食”来源，所以快堆能为人类提供的能源，就不是比热中子反应堆大几十倍，而是大几千倍，几万倍，甚至更多。 由于在快堆内钚－239裂变后放出的中子比铀－235多，所以快堆内最好用钚－239作为核燃料。如果没有足够的钚，可以用铀－235浓缩度为l5%～20%的浓缩铀代替。但是最经济合理的办法，还是利用热中子反应堆中积累的工业钚。热中子堆卸料时，乏燃料中也积累了一部分钚。但由于热中子反应堆核电站内，核燃料元件的燃耗比生产核武器装料用的生产堆的燃耗深，所以钚中含有20%～30%的钚－240，这种钚称为工业钚。这种钚也可以在热中子反应堆内利用。在热中子堆内，l千克钚只相当0.8千克铀－235，而在快堆内，1千克钚可相当于1.4千克铀－235。所以在快堆内使用热中子堆积累的工业钚，比在热中子堆内使用要合算得多； 在目前的核电站中，由于重水堆消耗的核燃料少，积累的工业钚多，所以用重水堆为快堆积累工业钚，也就是建立重水堆－快堆组合体系，从核燃料循环的角度看来，最为有利。 由于只要不断添加铀－238，快堆中有多余的钚－239能不断产生出来，所以只要将这些新产生出来的核燃料，通过后处理不断提取出来，则快堆核电站每过一段时间，它所得到的钚－239，还可以装备一座相同规模的快堆。这段时间称为倍增时间。倍增时间除了决定于反应堆内钚－239的生成速度外，还决定于后处理提取钚，并将钚制成燃料元件所需的时间，以及库存时间。 经过一段倍增的时间，l座快堆会变成2座快堆，再经过一段倍增时间，这2座快堆就变成4座。按照目前的情况快堆使用的核燃料多为氧化物，它的倍增时间是30多年。也就是说，只要添加铀－238，每过30多年，快堆核电站就可翻一番。只要这种氧化物核燃料快堆稍加改进，倍增时间就可缩短到20年左右。如果我们将快堆的核燃料由氧化物改为碳化物，则快堆的倍增时间可以缩短到10多年。如果改为金属型核燃料，则倍增时间还可缩短到6～7年。 中国实验快堆大事记1986年863计划实施，开始“快中子增殖堆”课题预研1995年12月中国实验快堆工程立项 1997年8月中国实验快堆被列为863计划重大项目 2000年5月核岛浇灌第一罐混凝土 2002年8月核岛厂房封顶 2005年8月堆本体安装开始 2007年6月堆内构件安装完成 2007年7月主控室交调 2007年12月完成模拟组件安装 2008年12月全厂安装完成，综合冷调开始 2009年3月堆本体气密性试验完成 2009年4月冷态调试结束，热态调试开始 2009年8月热态调试结束，具备首次装料条件 2010年6月首次装料 2010年7月首次临界 |
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