国际上快堆发展从上世纪四十年代起步,只比热堆的出现晚四年,而且第一座实现核能发电的是快堆。1942年12月2日,美国科学家费米在芝加哥的一个地下实验室里,用石墨和碳棒建立了世界上第一个可控制的核反应堆。1946年美国建成世界上第一座实验性快中子反应堆即热功率25千瓦的克来门汀(Clementine)。截至今天,世界上共建成了各种类型的快堆21座。

     1964年,苏联建立第一个热中子反应堆。1967年,法国建成名为“狂想曲”的热功率为4万千瓦的反应堆。1974年,25万千瓦的快中子反应堆投入运行。1980年,苏联建成电功率60万千瓦的快中子实验反应堆,有着相当于秦山核电站的二期工程的发电量。1985年法、德、意三国建成的功率120千瓦的经济验证快堆Superhenix-1。同年,印度在法国人的帮助下建立试验热中子反应堆。1994年日本建成的功率31.8万千瓦的文殊(Monju)原形快堆。

        但是半个世纪后,快堆仍然停留在实验堆的基础上,还未发展到商用阶段。这主要是在技术上,快堆比轻水堆难度要大得多。

        在钠作冷却剂的快堆中,液态金属钠与水(或蒸汽)相遇就会产生剧烈的化学反应,并可能引起爆炸;钠与空气接触就会燃烧;钠中含氧量超过一定数量会造成系统内结构等材料的严重的腐蚀;堆内的液态钠由于沸腾所产生的气泡空腔会引入正的反应性,其结果会使反应堆的功率激增,从容导致反应堆堆芯熔化事故的发生;快堆为提高热利用率和适应功率密度的提高,燃料元件包壳的最高温度可达650℃,远远超过压水堆燃料元件约350℃的最高包壳温度。很高的温度、很深的燃耗以及数量很大的快中子的强烈轰击,使快堆内的燃料芯块及包壳碰到的问题比热堆复杂得多。

        通过四十年来的努力,以及一系列试验堆、示范堆和商用验证堆的建造,上述困难已基本克服。现在快堆技术上已日臻完善,是目前接近成熟的堆型,为大规模商用准备了条件。预计本世纪中期,快堆将逐渐在反应堆中占主导地位。可以说,快中子堆对即将到来的核能大发展是最为重要的堆型。

        2000年国际原子能机构提出的未来国际上第4代六种核电堆型中,就有3种是快堆,即钠冷快堆、铅冷快堆和气冷快堆,之所以如此,是因为无论哪种类型的快堆,都具有增殖裂变核燃料和嬗变长寿命核废物的特点,而这正是核电发展过程中至关重要的前端核燃料供给和后端乏燃料处理问题。实践证明,快堆是一种安全可靠的堆型。目前是单堆生产,经济性不好,一旦推广应用,便有经济竞争力。

   但是20世纪90年代初,由于西方环保组织的大力反对,欧美等国相继放弃了快堆的发展。由于欧美经济发展不快,人口几无增长,德国购得便宜的天然气,美、英控制了中东石油,法国电力过剩,它们在近一二十年内已很少建新核电站,因此快堆的商用计划也就推晚了。但是进入21世纪之后,这些国家相继重开快堆的研究,重点从增殖核燃料转向了用快堆来焚烧核电站产生的放射性废物和过剩的钚,使之对环境无害。

        缺少能源的国家和积极开发快堆市场的国家对快堆发展和商用计划并不放松,如中、俄、日、印、韩国等。俄已开始两座80万千瓦的快堆电站的建造,一座在斯维尔德洛夫斯克,一座在南乌拉尔。印度于2001年开始建造一座50万千瓦快堆电站,预计2020年印度将有五座这一规模的快堆运行,日本原子能委员会认定快中子增殖堆和基于钚利用的封闭的核燃料循环是日本供应长期稳定能源的方向,成立了日本核燃料循环研究院,加强快堆技术开发。韩国快堆发展计划已经开始,技术路线是国际合作,在美国通用电气的帮助下积极发展功率13万千瓦的实验快堆。跳过实验快堆阶段,一步到原型快堆规模的模块快堆。巴西也已开始组织快堆技术的发展工作。可以预见,随着核电发展与铀矿资源不足矛盾的加深,国际上将掀起快堆发展的新高峰。预计快堆商用化要到2030~2040年。

 

2002年8月15日,快中子实验堆主厂房正式封顶

世界快堆发展现状

世界快堆发展现状   国际上快堆发展从上世纪四十年代起步,只比热堆的出现晚四年,而且第一座实现核能发电的是快堆。1942年12月2日,美国科学家费米在芝加哥的一个地下实验室里,用石墨和碳棒建立了世界

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