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2017年，印度在孟加拉海湾旁边的卡尔帕卡姆，投产了一座功率高达500兆瓦的大型核反应堆。不同于传统的核电站，它属于快中子增殖反应堆，如今，全球的目光都聚焦在了印度即将建成的快堆上，一旦落成将是里程碑式的成就

作为印度的友邻，中国又免不了被拿来比较了一番，有印度核专家认为，印度在该领域已经领先中国20年。这项“快堆”技术到底是什么？中国目前发展的如何了，真的被印度领先了20年吗？

印度快堆

核能是公认的未来清洁能源，它污染小、技术含量高，比起火电有着很明显的优势。从物理学上来看，只有铀-235 钚-239和铀-233这三种材料，适合用于核裂变。

目前传统热堆核电站都是以燃烧铀235为主，尽管反应堆能够得到巨大的核能，但是在天然铀矿中，同位素铀-235只占了0.714%，绝大部分属于铀-238。

问题是这绝大部分的铀-238，却不能在热中子的作用下发生裂变，这也就意味着，天然铀矿中超过99%的能量都被浪费掉了

核电站工作示意图

分布情况

在世界各国大兴核电站之时，人们也逐渐开始担心铀资源的可持续性，照此计算，全世界核电总装机容量为3.9亿千瓦，每年需要铀将近6万吨。而铀矿探明储量只有459万吨，根本用不了几十年

因此，如何利用铀235以外的可裂变燃料，就成为了核能可持续发展的关键，快堆技术也就应运而生

核裂变

快堆，是快中子反应堆的简称。所谓的“快” 并不是指反应运行速度快，而是指中子的飞行速度更快，它所消耗的是在热中子中不大能利用的，占天然铀矿绝大部分的铀同素铀-238。在吸收中子后 形成复合铀239，再经过两次β衰变，就能变成另一种可以裂变的核燃料钚-239

其形成的核燃料闭合式循环，在运行过程中可以不断地产生新的燃料，使其核燃料“越烧越多” 得到了增殖。相当于装备一座相同规模的快堆，一座快堆会变成两座，两座快堆会变成4座，可以使铀的资源利用率至少提高至60%以上

这也就意味着，贫铀、低品味的铀矿乃至海水里的铀，都可以变成快堆的燃料来源。由此 传统核电站铀-238的堆积浪费，将得到最大程度地降低 实现放射性物质最小化。国际社会普遍认为，发展和推广快堆，可以从根本上解决世界能源的可持续发展和绿色发展问题

快堆技术

反应示意图

目前，世界唯一商业运作的快中子增殖堆，是俄罗斯乌拉尔山脉的别罗亚尔斯克核电站，已经运行了40年，热功率为1470兆瓦，电功率可达600兆瓦

虽然快堆技术使用的基本原理相同，但印度在建的快堆，并不是简单地参照俄罗斯模式，而是有自己独特的方法。俄罗斯的快中子反应堆使用的是铀元素，印度使用的则是钍燃料棒

印度占有全世界25%的钍资源储藏，坐拥世界第二大钍矿，将近36万吨。所以印度核物理学家，将特制的钍棒作为“增殖性材料”，在中子的轰击下 钍-232吸收中子，经历两次β衰变后，成为具有裂变价值的铀-233，然后铀-233继续产生裂变。如此一来，将能提供无限量的电力供应

俄罗斯快堆

印度在建快堆

目前，美国、日本和法国，都在尝试研发自己的快中子反应堆技术，但由于技术和安全问题 一直没能实现商用。印度在快中子反应堆技术的研究已经长达30年，当时发展的原因，一方面是为了响应世界共同应对全球气候的行动，降低温室气体的排放，另一方面是为了避免煤炭资源短缺

中国作为温室气体排放最大的国家，也做出了积极的响应，主动作出减排承诺，开始大力发展水电，也就自然而然地成为了快堆的后发国家。不过即便如此，他们所声称的领先中国20年之久，也有着很大的夸张成分

节能减排

早在2010年 中国核工业集团宣布，中国实验快堆成功实现了并网发电，成为了继美国、俄罗斯等国家之后，世界上第8个拥有快堆技术的国家。通过与俄罗斯的紧密合作，我国的快堆技术得到了长足发展

中国原子能科学研究院总经理张东辉声称，我国已经掌握了快堆绝大多数核心技术，在国内形成了基本配套的工业体系

中国建成实验快堆

实验快堆模型

除此之外呢，还制定了三步走的战略：第一步是 2011年建成中国实验快堆，这一步已经成功实现。第二步是2022年建成中国示范快堆，第三步是在2025年左右，快堆实现商用推广。也就意味着，更安全、将近零污染的核时代即将来临