[科普中國]-氣冷快中子反應(yīng)堆

氣冷快中子反應(yīng)堆（英語：Gas-cooled fast reactor），是一種研究中的快中子反應(yīng)堆，屬于第四代反應(yīng)堆。這種反應(yīng)堆使用增殖性材料，并以氦氣或二氧化碳等氣體做為冷卻用。

這種反應(yīng)堆用于在核電站發(fā)電，而與此同時(shí)生產(chǎn)（增殖）新的核燃料。

氣冷快中子反應(yīng)堆（英語：Gas-cooled fast reactor），是一種研究中的快中子反應(yīng)堆，屬于第四代反應(yīng)堆。這種反應(yīng)堆使用增殖性材料，并以氦氣或二氧化碳等氣體做為冷卻用。

這種反應(yīng)堆用于在核電站發(fā)電，而與此同時(shí)生產(chǎn)（增殖）新的核燃料。1

快中子增殖反應(yīng)堆（Fast breeder reactor），或稱快中子滋生反應(yīng)堆、快滋生反應(yīng)堆、快堆等，是一種核子反應(yīng)器，核燃料和一顆快中子在核分裂后產(chǎn)生更多的中子，且利用增殖性材料吸收快中子后形成可裂變物質(zhì)，產(chǎn)生的燃料多于消耗的燃料。另外也有利用熱中子進(jìn)行滋生反應(yīng)的“熱滋生反應(yīng)器”。

核燃料中包含兩種成分，一種是如鈾-235、钚-239等容易產(chǎn)生分裂的同位素，稱為“可裂變物質(zhì)”，另一種是如鈾-238等的，捕捉到一個(gè)中子后可以轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?yīng)的可裂變物質(zhì)，因此稱為“增殖性材料”，如鈾-238可轉(zhuǎn)變?yōu)轭?239，釷-232可轉(zhuǎn)變?yōu)殁?233。

核燃料進(jìn)行裂變反應(yīng)時(shí)，每次的裂變會產(chǎn)生2到3個(gè)中子，如果反應(yīng)器的核裂變都將由快中子所誘發(fā)，這類的反應(yīng)器就稱為快中子反應(yīng)器?？熘凶佑械臅映龊诵?、被其它材料吸收或被燃料本身吸收，若能有至少一個(gè)中子能再誘發(fā)分裂，核反應(yīng)就能持續(xù)下去，形成鏈反應(yīng)。而在反應(yīng)器中，可裂變物質(zhì)一方面因分裂而消耗，另一方面卻因增殖性材料捕獲中子變?yōu)榭闪炎兾镔|(zhì)而增加，若增加的速度快過消耗的速度，這種反應(yīng)器就稱為滋生反應(yīng)器。

由于快中子反應(yīng)器的中子未經(jīng)任何核反應(yīng)就離開爐心比例較大，因此爐心外圍會包上一層由增殖性材料組成的圍包（blanker）。增殖性材料吸收由核心逃離出來的中子后，轉(zhuǎn)變?yōu)榭闪炎兾镔|(zhì)，可搜集作為下一座快中子反應(yīng)器的核燃料。由于是將原本不足以進(jìn)行連鎖反應(yīng)的材料變成可以使用的材料，因此有增加鈾礦利用率100倍的可能性，對于核燃料有限的問題有很大的幫助。但是制造出來的核燃料也可被用于制造核武器，因此快滋生反應(yīng)器的研發(fā)是有疑慮的。

另一方面，需盡量增加每個(gè)中子誘發(fā)分裂而釋放出來的中子數(shù)（稱為η值），理論上至少要達(dá)到2，若中子沒有消耗，則其中一個(gè)用于誘發(fā)下一個(gè)核分裂，另一個(gè)則被增殖性材料吸收，這樣可裂變物質(zhì)增加的速度才能剛好等于消耗速度，由此可知滋生反應(yīng)器的η值必須大于2。以鈾-235、钚-239和鈾-233等做為可裂變物質(zhì)的η值，在快中子反應(yīng)器中分別為2.10、2.45和2.31，且鈾-238也是含量最多的鈾同位素，故大部分發(fā)展快中子增殖反應(yīng)堆的國家都以钚-239為可裂變物質(zhì)，以鈾-238為增殖性材料。只有蘇聯(lián)是用20-30%的鈾-235作為可裂變物質(zhì)。1

第四代反應(yīng)堆（英語：Generation IV reactors，縮寫：Gen IV）是一系列研究中的理論反應(yīng)堆設(shè)計(jì)。除了BN-1200反應(yīng)堆，多數(shù)方案被認(rèn)為在2030-2040年前不可能付諸商業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)?，F(xiàn)時(shí)商轉(zhuǎn)中的反應(yīng)堆多是第二代反應(yīng)堆與只有十來個(gè)第三代的系統(tǒng)運(yùn)行(2014年)，而大部分的第一代系統(tǒng)已退役一段時(shí)間。1

快中子增殖反應(yīng)堆

10兆瓦高溫氣冷實(shí)驗(yàn)堆（HTR-10）

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為: