在核应用方面，有多少新技术正在探索中？

世纪之交，法国“超级凤凰快堆”之争就是一例。这是一座核电站，以一只从灰烬中获得永生的中国神鸟命名。早在10年前就并入了法国电力公司的电网。虽然正常运行时间不长，但作为技术探索提供的经验是有价值的。

目前俄罗斯、日本、印度共有8座快堆，即快中子增殖堆运行正常。

快堆和其他反应堆一样，原则上排除了原子爆炸的可能性。当然，不可否认快堆发电还存在一些技术问题，但只要注意，问题是可以解决的。从根本上说；快堆不仅具有固有的安全性，而且具有良好的经济性。快堆核电站的核燃料利用率比热堆核电站高60 ~ 70倍，快堆还可以燃烧长寿命的放射性锕系元素。快堆核电站和热堆核电站可以相互补充，为人类提供安全、经济、清洁的电能。有远见的国家不会忽视快堆核电的发展。比如1995年，日本装机容量28万千瓦的快堆文殊成功进行发电供电试验。因此，日本政府。1997年6月，宣布将继续推进发展快堆和核燃料循环的计划。

到2050年，我国能源缺口将达到6543.8+0亿吨标准煤。人们已经意识到碳基燃料的大量使用已经成为环境污染的重要因素之一，而加快发展核电包括快堆核电站是解决上述矛盾的重要途径之一。中国也非常重视快堆技术的发展，并得到有关当局的大力支持。1987快堆技术研究被列入国家“863”高技术计划，被列为能源领域最大项目，计划近期建成热功率65 MW、电功率约20 MW的快中子实验堆。

在过去的10年中，世界快堆一直处于低潮，主要是因为从20世纪70年代末开始，世界经济放缓，能源和电力的增长速度也放缓，热堆核电站的发展也相应放缓，因此快堆作为热堆核电站的继承者，其发展也受到了限制。然而，快堆在不同国家的发展也是不平衡的，各国根据各自不同的国情采取了不同的政策。作为核大国的中国，在西欧关于“超级凤凰快堆”盛衰的无休止争论中，依然做出了启动快堆的决定。

可以预计，在未来很长一段时间内，人类仍将使用裂变能。

目前核能利用存在的主要问题是:(1)资源利用率低。热中子反应堆核电站用于工业。虽然它的发电成本低于燃煤电厂，但它使用铀-235作为燃料，占天然铀的99%。3%的铀-238无法使用。

(2)除铀-235和钚-239外，其余高放废液中含有大量锕系元素(MA)和裂变产物核素(PP)，其中部分核素半衰期超过百万年，成为危及生物周的潜在因素，其最终处理技术尚未完全解决。

(3)反应堆是一个临界系数大于1的外部自承系统，其安全问题需要不断监测和改进。

(4)核不扩散的约束，即核电站反应堆产生的钚-239受到控制。

这四个问题中，前两个比较实际。

利用快中子增殖反应堆，天然铀中的铀-238可以转化为钚-239，钚-239成为裂变燃料。用钚-239或铀-235运行几十年后，系统可由铀-238“自持”，铀资源利用率可提高60 ~ 70倍。虽然这有利于资源的利用，但其他三个问题面临着更严峻的挑战。此外，快中子增殖反应堆的初始装料依赖于从热中子反应堆乏燃料中提取的大量工业钚储备。如果热堆电站没有发展到相当的装机容量，快堆是不可能有工业应用规模的，而此时高放废液的存量已经极大。目前，高放废液的处置方法是将其固化、包装并掩埋在稳定的岩层中。虽然这种“后处理-固化-深埋”的处置方式是可行的，但长远来看还是要解决放人生物圈的问题。

因此，理想的核系统应该以天然铀(或贫铀)作为反应堆的基本装药，并使其产生的放射性废物在系统中转化为短寿命(半衰期为几十年)或稳定的核素。系统输出的废物是短寿命和低放射性废物。这就是世界核科技界大力研究的充分利用铀资源、具有放射性和“清洁性”的核能系统。这一体系的物理和放射化学基础在于:(1)利用中子核反应将非裂变核转化为裂变核，在体系内形成稳定的裂变核供应储备。

(2)化学分离工艺用于从高放废液中提取MA和PP并送回系统。在一定条件下，MA成为额外的供能资源，而PP吸收中子，嬗变为稳定核或短寿命核，这就是所谓的分离嬗变(P-T)法。

核科技界认为，最有前途的放射性“清洁”核能系统将由中能强流质子加速器(1 ~ 1？5 GeV，几十毫安或更高的电流强度)和次临界装置(热中子或快中子)，结合“原位”放化分离过程(置于厂区附近，避免与外界环境接触)，一般文献中称为ADS(加速器驱动次临界装置)。它通过中能质子在重核上的散裂反应产生的“外源”中子启动次临界装置。在非裂变核转化为裂变核的过程中，一方面倍增中子输出能量，另一方面留下一定的中子储备嬗变自生的或进口的MA或PP，次临界装置的临界系数为0？95左右，系统由“外源性”中子启动，所以原则上加速器停止运行时，次临界装置是“熄火”的，不存在临界事故问题。这个系统的输入主要是天然铀等非裂变材料，输出是电能和短寿命低放射性废物。加速器消耗的能量占系统产生电能的一小部分。在次临界装置中产生的MA和PP经过“原位”放射化学分离后，在适当的条件下在系统中转化，因此不存在向生物圈扩散的问题。如果设计得当，系统可以长时间(例如5 ~ 10年)不加燃料运行，因此系统可以有很高的负荷率。

中国建成了三个世界级的粒子加速器，即北京正负电子对撞机、兰州重离子加速器和合肥国家同步辐射实验室。因此，它有足够的技术力量来建造一个中能流的强质子加速器。

当然，放射性“清洁”核能系统还存在一些问题需要进一步研究。

先简单说一下聚变堆问题。

俄罗斯等地的受控热核反应堆无一成功，甚至有科学家提出，一些热核聚变反应装置无法在短时间内实现持续产生聚变能的目标。鉴于此，美国和美国国会在1996年将核聚变研究经费削减了33%。根据资金情况，美国核聚变专家组建议关闭造价100亿美元的普林斯顿反应堆，将有限的资金投入到计划中的国际热核聚变实验堆。这个由美国、俄罗斯、日本和欧洲主要国家联合资金和技术计划建造的核聚变反应堆将于2050年建成，核聚变科学界将其视为世界核聚变研究取得突破的新希望。

由于国际热核聚变实验堆只是纸上谈兵，普林斯顿反应堆的关闭表明人类50年的核聚变能源梦想将面临“不可预知的未来”。

俄罗斯著名理论物理学家、核能部长米哈伊洛夫认为，核能技术的成功来自其课题的具体性和目标的明确性，而核聚变能源技术的问题“总是模糊不清”。他认为未来核聚变能源肯定会出现，“但只会出现在22世纪。”

然而，米哈伊洛夫的这一观点与国际热核聚变实验堆计划大相径庭。根据1996年夏天圣彼得堡会议的决定，这个实验堆的选址将在1997年确定，实验堆将于2008年建成并投入运行，十几年后建成商用堆。俄罗斯权威核物理学家、前俄罗斯科学院副院长维利霍夫(vilykhov)1996再次预言，再过30-40年，核聚变能源将成为现实。

无论如何，这项工作应该坚持不懈地进行下去，因为它是解决人类未来能源的希望。

在国内，环行器实验技术实验室在核工业西南物理研究所1997通过了中国核工业集团公司主持的验收。由此建成了中国第一个受控核聚变研究重点实验室。

自1984中国环流器一号和1995中国环流器一号建立以来，开展了大量的研究工作，取得了大量的科研成果。其等离子体电流、等离子体密度和温度、放电持续时间等参数，以及等离子体诊断技术、数据采集和处理能力、等离子体辅助加热技术等综合能力，均处于国际同类型、同规模装置的先进行列。