中国科学院核能安全技术研究所/FDS团队长期开展以液态铅锂作为冷却剂和氚增殖剂的聚变堆和混合堆的研究工作，提出了系列聚变堆和聚变裂变混合堆概念，包括聚变裂变混合堆FDS-I、聚变动力堆FDS-II、聚变高温制氢堆FDS-III、紧凑球型聚变堆FDS-ST、多功能聚变工程实验堆FDS-MFX、磁镜聚变堆FDS-GDT等，为铅基堆应用开辟了新的中远期应用途径。目前在国家磁约束核聚变能发展研究等项目的支持下，正在为ITER实验包层模块计划以及中国聚变工程实验堆计划设计研发液态铅锂包层，提出了兼顾技术发展可行性和先进性的铅锂实验包层方案，称为双功能液态铅锂实验包层模块（DFLL-TBM）。另外还建成了多功能液态铅锂综合实验回路（DRAGON系列），并积极开展包层结构材料的研制，材料与冷却剂相容性、热工流体、冷却剂安全等实验研究。

    铅基反应堆的发展前景

铅基反应堆作为未来具有重要发展前景的先进核能方向，既适用于裂变堆，也适用于聚变堆，既能在临界堆中应用，也能在次临界堆中应用，故而通过铅基反应堆，可以形成一整套在时间上覆盖近中远期发展需求，在应用领域上覆盖聚变技术和裂变技术，在反应堆功能上包含能量生产，核废料嬗变，核燃料增殖的可持续发展技术路线（图2）。

除了在能源领域可能起到重要作用，在其他国民经济与国家能源战略方面也有许多发展前景：

第一，可以作为大规模生产氚的装置。氚是未来聚变堆的启动燃料，而氚在自然界中含量极少，无法直接利用。铅基次临界堆在产氚方面具有明显优势。一方面，铅锂材料既是氚增殖剂，也能作为冷却剂，能够简化产氚反应堆的设计；另一方面，次临界堆具有固有安全性，能够在保证大规模产氚的前提下不影响反应堆的安全性。

第二，可以实现钍资源的高效利用。从理论上讲，钍在地壳中的丰度是铀的3-4倍。我国铀资源相对贫瘠，钍资源相对丰富，加大对钍资源的利用，对资源的可持续性异常重要。铅基反应堆由于具有良好的中子经济性，利于钍-铀转化，可以实现钍资源的高效利用。

第三，可以生产清洁二次能源氢。氢作为一种清洁能源，具有热值高、无污染等特点，当前国际市场上氢的用量很大，以每年大于8%的速度增长，未来还将可能得到更大规模的应用。由于铅冷快堆运行在较高的温度，是较适宜于热化学制氢的三种堆型之一。核能与氢能的结合将使能源生产和利用的全过程基本实现清洁化。美国、俄罗斯等国都已经开展了铅冷快堆制氢技术研究，如美国的STAR-H2已经完成了相关的概念设计。

第四，可作为舰船/潜艇的动力。俄罗斯的成功经验证明了铅铋反应堆作为舰船/潜艇的动力具有很多优良的特性，适合小型化且安全特性好，具备很高的航速和灵活的机动性，另外由于铅铋反应堆自然循环能力强，在船或艇巡航时可以直接采用自然循环而不依赖泵的驱动，降低机械噪音，提高隐蔽性。

另外，铅基反应堆可以实现海洋开发/小型电网供电等其他方面的应用。海洋开发一般远离大陆，能源供给较为不便，而铅基反应堆能量密度高且适合小型化，是海洋开发的理想能源供给平台。一些电力需求较小的国家或地区，不适合开发大型反应堆，小型反应堆在这些国家或地区具有很好的前景。

总结

铅基材料作为冷却剂在中子经济性、热工水力学特性、安全性等方面具有独特优势，在第四代核能系统、次临界堆和聚变堆中都是重要选项，是目前先进核能系统研究的重要方向，它在未来的能量生产、核废料嬗变、核燃料增殖和聚变能利用中可以起到至关重要的作用，在产氚、制氢、钍资源利用、舰船/潜艇动力等方面未来也具有非常大的潜力。铅基反应堆的研究，到目前为止已经有60余年的研究历史，在世界范围内积累了大量的研究经验和成果，已经有非常好的应用基础，具备在短期内大规模利用的潜力。

在中科院战略先导科技专项“未来先进核裂变能—先进嬗变系统”和国家磁约束核聚变能发展研究等项目的大力支持下，我国铅基反应堆的研究已经走上了一条发展的快车道，形成了裂变、聚变相互支撑、相互促进的优良发展模式，能实现的近中远期发展的良性结合，通过不同铅基材料之间的技术共享，实现最优的科研投资效率，能够为我国核能科学与技术事业进步、国家能源安全和核能可持续发展做出重大贡献。