主题：聚变PK裂变 -- tojinge

堆型也都是浮云。早点把快堆做出来，神马都好办了。现在上的估计也就撑个二三十年，然后就应该轮到快堆了。要是五十年以后快堆还没有搞成，黄花菜就全凉了。估计也该第三次世界大战了。

可能对业内人士是常识。

我们都知道聚变对裂变是个很大的技术跨越，做武器行，做发电的炉子还有很长的路要走。

但是裂变为什么一定要用短半衰期的元素呢？用加速质子（不知道中子能否加速？）轰击一些长半衰期的重元素也能诱发裂变，但是无法“链式反应”而已。从裂变获取能源，供应加速器，反复轰击，这样做能否实现能源稳定输出？单位数量长半衰期元素被“轰裂”的话，释放的能量应该比传统燃料更大。极端的说，如果用铜元素做燃料，就不会愁燃料稀缺了吧。

这样做，理论上是否可行呢？

你说的这个叫做ADS（Accelerator Driven Sub-critical System）是现在被认为比较可行的次临界反应堆方案。Carlo Rubbia（诺贝尔奖1984）是最早提出设计方案之一的人，最近还把专利买个了一个挪威的公司。

不过要做成这样个系统，还有很长的路走，可能要10-20年以上。主要是需要非常高可靠性的（常年运行不停机）的高能加速器，另外我们对高能中子下的和反应还不是很了解，需要大量的实验数据来优化设计。

你可以想像，这么一个系统显然比临界反应堆复杂多了，效率也要低（因为你需要一部分能量来驱动加速器），如果铀的价格不高，这么做不划算。

老兄说到了问题的关键。

不过，当年高铁的引进，也是这么一种很让人担心的万国牌架势。不过，总算消化得还不错，高铁现在国产化率不错了，尽管有些关键部件还不行。

对反应堆，能不能有类似的指望？

跟着的是一系列的（科幻）设想：

比如在一个特定频率的激光下，某个常见元素（比如铜）非常容易分裂；

在超导实用之后，加速也低成本/小体积；

因为是次临界，整个反应堆体积大为缩小，小到只有一台空调室外机的体积；在工业规模下成本急剧下降，低到只有一台家用汽车的价格；

于是电力行业崩溃，家家户户都是买反应堆自己发电；大量的输变电的铜被拿来做燃料；

飞机汽车所有的交通工具/工程机械都不再使用化学燃料，而是在核反应堆驱动下用电驱动，一次注入的燃料的寿命甚至超过交通工具的生命周期；

人类文明经历又一次高速发展；

如果用中子来轰击的话，成本是很高的，得不偿失。

至今人们谈起新一代核能，仍以快堆为核心。第四代国际论坛确定的六个核能系统，明确三个为快堆。快堆系统中，钠冷快堆(SFR)占据“先天优势”。

反应堆的关键是用什么介质将反应堆中的热量取出来。现在普遍使用的压水反应队都是采用水作为介质把热量取出来。但是水是快中子的慢化介质，能够阻断热中子嬗变U238等不易裂变的材料的进程。如果采用Na、氦气等作为传输热的介质的话，它们不是热中子的慢化剂，从而U235发出的热中子大量地被用于将U238等不易裂变材料，变成易于裂变的材料，从而起到“增殖”的作用。

和平利用核能，核科学先驱最先想到的是发展快堆。二次世界大战结束后，费米博士最早动员他的学生、阿贡实验室主任沃利齐恩组织核科学与技术专家开发快堆。世界上最早证实核能发电的不是压水堆，而是阿贡实验室的钠(化钾)冷快堆EBR-I。

钠冷快堆的最大优势是“增殖”性能好，可将堆内大量铀-238转换为易裂变的钚，使核燃料越用越多。如果没有包壳材料性能的限制，反应堆不用换料，能长期运行下去。战后激烈的核军备竞赛中，快堆的这种特性对军方很有吸引力，美国EBR-I就是在军方强力支持下，在很短时间内建成的。经试验确认增殖能力后，又建造了钠冷实验核反应堆冷（SRE）。连正在开发压水堆核推进器的海军，也建造了钠冷堆核动力推进的第二艘核潜艇海狼号。

不过，海军的实验不成功，很快被拆除。而海军上将里克沃尔的结论意见，对钠冷堆很不利：“钠冷快堆，建造昂贵，运行复杂，即使很小的故障也很敏感，使停堆持续很长时间…而且检修困难、费时”，至今仍被引为“经典”。

美国以钠冷快堆为主的快堆技术发展很快，而且决定了世界快堆技术的发展方向。其实，世界快堆近60年的发展史实际上就是SFR的发展史。发展SFR的国家总计$500多亿的投入，300堆年的运行经验，技术和安全上有很大提高，但总体形象没有根本改善，从“确定论”观点，还得不出比现代轻水堆更安全、可靠的结论。1970年代美国政府全面停止快堆研发，英国原型快堆长期遭受热交换器泄漏的折磨，法国超凤凰刚建成即被迫关闭，日本文殊原型快堆钠泄漏成为公众关系灾难……世界仅存的“硕果”是俄罗斯的BN-600长期安全运行。快堆研究活动陷入低迷、停顿状态，甚至有中断的危险，曾使IAEA呼吁“抢救”、保护快堆开发的知识遗产。

快堆技术发展的关键是冷却剂选择。钠的核与物理性能优越，化学性能与工程应用也有很多优势。但钠泄漏、与空气或水接触危险，使系统和设备设计变得异常复杂，仍然免除不了“钠综合症”的磨难，很难让非专业人士和普通社会公众对其安全有很强的信心。

钠冷快堆的根本性问题是钠的特性能使倍增时间短，从安全角度考虑，增殖堆堆芯的“正空泡效应”不可接受。这种效应可以缓解,但直接损害了堆的增殖能力。快堆的安全与增殖是相互对立的。BN-600多年连续安全运行的原因值得深入总结，其增殖增益为-0.15。降低增殖比“便于确保降低核电厂成本的同时解决安全问题”。

给的蓝图很美好啊，说是2035年就可以开始造商用堆，甚至希望在2050年取代燃煤发电。

虽然有毒，但至少不容易着火。

水是快中子减速剂，不能说是吸收。

从俄罗斯进口的钠堆，鼓捣了十年才运转起来，还好意思出来吹。

反过来看，清华搞的高温气冷堆也是德国进口的，但是已经从实验堆进化到示范堆了。

掌握了若干国家都掌握的技术。