印度得意的“快堆”技术是什么？号称领先中国20年，位居世界前列

印度孟加拉海湾旁边的卡尔帕卡姆即将建成的“快堆”倍受全球关注，这是一座500兆瓦的大型核反应堆，这是一个新型的快中子增殖反应堆，不同于传统核反应。

它的特别之处让印度非常得意，甚至有大胆的印媒，直接宣称该项技术印度领先中国20年，今天我们就来看看究竟有多厉害，是否真如他们所说。

简单了解什么是“快堆”

我们目前大多数时候使用的核能源清洁无污染，但有两个致命点：一个是核泄露后果不堪设想；另外一个就是，核能源属于一次能源，我们再节约也用不了多少年。针对第二个问题，科学家们已经想到了办法——快堆技术。

“核裂变”是“快堆”技术的入门，要知道“快堆”技术是什么，还是得先初步了解一下“核裂变”。

核裂变，又称核分裂，是指由重的原子核（主要是指铀核或钚核）分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式。而在重核分裂成较小原子的这一过程中，会产生巨大的能量，我们就可以利用这些能量进行发电。

而关于“快堆”技术和通常的核裂变发电有什么不同，首先，我们要插播一个物理小知识，不是所有的重核都适用于核裂变，只有铀-235、 钚-239和铀-233这三种材料能用。

目前核电站都是以燃烧铀-235为主，但很可惜的是，即使反应堆释放出来的能量巨大，但天然铀中可以用的铀-235仅仅有0.714%，其余的铀中99%以上的都是铀-238，这意味着可用的铀资源非常少。

铀矿

并且全世界铀矿一共也只有459万吨，每年要用十几万吨，这样算下来的话，几十年就用完了，那就不能通过“核裂变”产生核能供我们用了，当然各国科学家也不是吃素的，这些年来也在想办法。

一种资源不够用时，我们通常会想到两种办法：一种就是使用化学合成的方法继续生产，另外一种就是寻找其他性质相似的东西来代替。

对于我们的核反应，显然是第二种方法更适用，可能只需对铀-235的同位素铀-238稍加改变就行了，于是就有了“快堆”技术。

印度“快堆”技术是怎么来的？

但是印度这个国家人口众多，资源匮乏，铀矿资源也是极少，更别说可用的铀-235了，但是他们钍矿物资源非常丰富，大大约占了全世界的四分之一，那当然不能浪费，要抓住一切机会好好利用，于是印度科学家便充分挖掘钍的“潜质”，终于有了重大突破。

钍有一个特殊性质，钍-232在吸收一个中子之后会变成同位素钍-233，钍-233接连衰变两次就变成了铀-233，铀-233和铀-235很相似，铀-233吸收中子后也可以发生链式反应，从而产生巨大能量，成为一种重要的核燃料。

钍矿

只要不放弃，办法总比困难多，印度的核电发展就是一个很好的例子。

他们本国铀资源十分稀缺，这就直接限制了他们核武器方面的发展，看着各国都在崛起，他们也不甘落后，于是就找到了铀-235的替代品钍-232。

印度2017年在孟加拉海湾附近卡尔帕卡姆投产的500兆瓦大型快中子反应堆的核燃料正是钍-232，钍元素被印度第一次用作核燃料，这让各国都大为惊讶。

印度在建的“快堆”

印度钍矿丰富是他们得天独厚的一个优势，只要有资源就可以研究，他们已经深钻钍-232多年，以致于印度敢大放厥词，超过中国20年。

深入了解“快堆”技术的奥秘

通过对核裂变的初步认识，我们知道了反应堆里面大部分是不能用的铀-238，只有一小部分是可用的铀-235。

但是，铀-238也不是一无是处，它对高速中子的捕获概率要远远大于铀-235，如果中子的再生量由于铀-238的捕获而降低，整个链式反应就会被破坏，所以一般的核裂变就会通过使用中子慢化剂降低中子速度，阻止铀-238的吸收捕获。

而我们的“快堆”技术正是反其道而行之，快中子反应堆没有加中子慢化剂，利用铀-238捕获中子能力强这一特性，来产生增值核燃料。

具体是怎么操作的呢？简单来说，铀-238吸收一个中子之后，经过两次β衰变，变成了钚-239，这个新的裂变元素产生增值效应，从而产生更多增值燃料，所以“快堆”技术大大提高了我们对天然铀的利用。

当然，要使用这种方法必须确保使用的铀的高浓度的浓缩铀，才能防止中子被吸收使反应终止。

虽然“快堆”反应对铀元素浓度要求超高，但其形成的核燃料闭合式循环越烧越多，核燃料产量是普通核反应的两倍，这个技术的产生使铀资源的利用至少提高60%，所以怎么算都是“快堆”技术更实用。

“快堆”技术的发明可以说核反应的一个里程碑了，这个技术投入使用后，贫铀和海水里微量的铀都可以利用，“快堆”技术也得到了世界的普遍认可，发展和推广快堆技术有望解决世界能源的绿色发展问题和可持续发展问题，我们就不用担心资源不够用了，真正达到了”取之不尽用之不竭“。

印度快堆虽然没有直接用铀-238作核反应燃料，但他们能通过钍的特殊性质了解到钍也可以通过一系列反应变成铀-233，提供巨大能量，与使用铀-238的快堆技术也是异曲同工之妙。

俄罗斯是最早开始运营“快堆”的国家，印度和它比起来水平如何？

世界上唯一商业运作的快中子增殖堆是俄罗斯的别洛雅尔斯基核电站的BN600快堆，已经快运行了40年，热功率高达1470兆瓦，电功率有600兆瓦。

就只拿功率来说，孟加拉海湾附近卡尔帕卡姆投产的大型快中子反应堆也才500兆瓦，并且比俄罗斯晚了30-40年，俄罗斯也没有宣称他们的快堆技术超过印度30年，还没有建成的印度快堆倒是很自信，敢放出赶超中国20年的话。

当然，印度快堆如此自信也是有原因的，印度快堆并不是简单参照俄罗斯的模式，而是有独特的方法，也就是我们刚刚阐述的用钍元素作核燃料，这一点确实是印度创新的，优势也比较明显。

我国的“快堆”技术又怎么样？

我们中国从来不打无准备之战，自从经历了之前的闭关锁国，我们现在不敢含糊，国外一有什么新技术我们都第一时间去学习，培养相关方面的人才，再将这项技术发展到最好。

快堆技术也是如此，“快堆”这个概念在1960年被提出，我国紧接着就进行技术跟踪。

1987将快堆项目列入“863”计划以来，获得了骄人的成绩。获得省部级以上的科研成果奖36项，获得各种荣誉称号的有50余人，“863”计划中还安排了9大课题61个子课题，建成约20套实验装置和钠回路……这个成绩已经相当不错了，但我们的科研工作者没有一丝松懈，一直在为中国核发展做贡献。

经过30、40年的风雨兼程，我们终于开始规划“快堆”这条路怎么走。

2005年我国制定了快堆发展的国家战略，并制定了“实验堆、示范堆、商用堆”三步走计划； 2012年11月，国家863计划重大项目——中国实验快堆工程近日顺利通过专家验收，标志着“三步走”战略取得重大突破，也标志着我国在四代核电技术研发方面进入国际先列。

这些年我国快堆技术也是有成果的，2011年我们就实现了实验快堆成功并网发电，如今福建霞浦也有一个示范堆在建造，并有望在2023年投产。

按计划，2030年将陆续建造一批商用快堆，借鉴印度，我国也在对钍元素进行研究，在不久的将来，我们也将打破铀-235作为唯一核燃料的束缚，实现更好更快的发展。

在我国甘肃省武威市，伫立着世界上第一座商业化钍基熔盐堆，被称为“未来核电领头羊”。钍基熔盐堆安全系数高、转换效率高、节约水资源、环境兼容性高，并且钍资源远远比铀资源丰富，是一项颇有前景的全新核能源系统。

除此之外，2011年我国就实现了实验快堆成功并网发电，现在福建霞浦也有一个示范堆在建造。

只能说，我国核电事实就摆在这儿，数据也公开透明，我们从来不逞一时口快，步步谨慎，不代表就落后于人，即使我们有什么大成就，在没有落地之前也不敢这样夸下海口。即便如此，也不代表着就落后于印度，落后20年更是过于夸张的无稽之谈。