编者按

纵观历史，钠冷快堆已有300多堆年的运行经验，但至今仍未能商用，问题何在呢？重温那段坎坷的岁月，或许能找到答案……

一、美国

最初研究原子能的主要目的，是完成原子弹的主要制造。但是即使在开创时期E·Fermi就注意了核能的和平利用问题，研究了增殖的概念，提出了利用U238增值钚的可能性，随着第二次世界大战的结束，科学家们对于和平利用原子能更加关心，Los Alamos科学实验室（NASL）的科学家们已经注意到建造快中子反应堆以验证用钚做燃料生产动力的可能性。著名的CLEMENTINE反应堆，堆芯体积为2.5 L，钚金属做燃料，用汞作为冷却剂。1946年11月首次达到临界，并于1949年3月达到满功率（25 kWth），该反应堆在1952年拆除。

同Los Alamos计划一并进行，Argonne国立实验室（ANL）着手设计一座实验增殖反应堆（EBR-I），建在Idaho瀑布地区。建造这个堆的主要目的是为了验证增殖概念的正确性，评价液态金属冷却剂的可能性，验证快中子系统的控制特性等。该堆于1949年开始建造，1951年8月达到临界。该年的12月20日，是具有伟大意义的历史性时刻，这一天用裂变能生产的电力第一次被引到了世界上，也是人类第一次取得独立于太阳能之外的电能。其产生的电力为200 kW。说来奇怪，尽管今天我们所使用的核电，绝大部分来自于热中子反应堆电站，但人类第一次获得的核能发电，却是来自技术和工艺都要比热中子反应堆复杂得多的快堆。

1951年美国政府邀请私人工业界参加反应堆设计，生产民用电力，进而建造了E·Fermi快中子增殖反应堆（EFFBR），这是为了纪念Fermi对核能、对快堆的发展所做出的巨大贡献。该反应堆堆芯体积为400 L，金属铀作燃料，设计生产能力达200 MWth和65 MWe，1963年8月达到临界。在1967年由于局部燃料堵塞，引起若干燃料组件的部分燃料熔化，随后于同年晚期关闭。

与此同时，建造了EBR-II装置，于1954年着手进行设计，1961年达到干式临界(无冷却剂)，在1963年11月达到湿式临界（有冷却剂）。EBR-II是世界上第一个用池式概念设计的快中子反应堆，把所有一次钠部件和反应堆都安装在共用的钠池内。

Los Alamos熔融钚实验堆（LAMPRE）计划，于50年代中期在LASL开始实施，建造该堆目的在于研究钚作为增值反应堆的前景，实际上，该堆主要是为了研究熔融钚合金作为反应堆燃料的可能性，以及熔融钚燃料与各种材料的相容性。1961年达到干式临界。

在1960年左右，在快堆的设计中，从早期强调燃料增值，开始转到强调快堆的经济效益方面。在美国和西欧，这个转变使人们增加了把铀-钚氧化物燃料作为快中子增殖反应堆燃料的兴趣。60年代早期的实验，证明氧化物燃料可以辐照到100 MWd/kg的比能量值，该值比金属燃料可能的值高得多。使用氧化物燃料还可以降低燃料成本。与此同时，人们已认识到氧化物燃料在安全上的有利因素。一个固有、瞬时的负反应性停堆机制，对任何反应堆都是需要的。在金属燃料的快堆中，主要瞬发的负反应性是轴向膨胀系数，这种瞬发的效应对已辐照过的金属燃料可能是不适用的。另一方面，计算表明，氧化物燃料堆芯，也可得到瞬发的负多普勒效应，只不过它的效应远小于金属燃料堆芯罢了。为了提供这个机制的令人信服的可靠实验数据，在K. P. Cohen，B. Wolfe和W. Hafele领导下的国际合作小组联合美国原子能委员会，通用电气公司，联邦德国的Karlsruhe核实验室，欧洲原子能联营和称之为西南原子能联合财团的17个美国电力公司，共同建造西南实验氧化物快堆（SEFOR），其主要目的是去验证快堆的固有安全特性。这种努力在验证混合氧化物（UO2-PuO2）燃料快堆的多普勒效应的效能方面，取得了巨大的成功。

在美国，下一个主要投资对象是快中子通量密度试验装置（FFTF），它是西屋电力公司为美国政府设计的。因为增殖过程已被发现，因此，从长期的发展来看，需要增殖反应堆已经是很清楚的了。但是在60年代后期，美国自然科学界的普遍看法是：在建设原型堆电站前，应有牢固的工业技术阵地，并开展广泛的试验计划。因此，决定建造一座400 MWth的反应堆-FFTF，该堆在1980年初达到临界。

很显然FFTF无论在美国还是在世界上，都是先进燃料和材料的很有价值的试验装置，最大燃耗达到105000 MWd/t，从该装置得到了钠冷快堆设计、建造、运行方面的宝贵经验。

但该堆不能为大的部件提供合适的试验环境，如钠/水系统的蒸汽发生器，也不能提供对一个成熟的工业必不可少的、申请执照过程的完整的试验。为了达到这一步，350 MWe的原型堆电站，即Clinch河增值反应堆（CRBRP），由美国政府和美国公司联合投资，经批准并预定于80年代早期投入运行。它是研究从实验堆到商用堆（1000 MWe）规模的中等大小的发电用堆。然而1978年开始，该工程以及快中子增殖反应堆在美国的发展，成为美国广泛进行******辩论的一个问题。美国能源政策悬而未决，致使美国CRBRP建造和申请执照的活动******推迟。美国在发展气冷快堆的研究方面做的工作不多，正因为如此，至今尚没有一个气冷堆在美国进行建造。

二、前苏联

在前苏联快中子反应堆工作开始于50年代早期，当时BR-1和BR-2工程已经开始。BR-1是一座零功率临界装置，用钚金属作燃料，堆芯体积1.7 L。在1956年反应堆经过改建和加强，重新命名为BR-2，运行热功率为100 kW。冷却剂为水银，这些反应堆在完成了预期的目的后被拆除。接着又建了BR-3，进行快热耦合堆的研究。通过以上各项实验，决定快堆研究要沿着钠冷、陶瓷燃料进行。根据这一基本方针，不久便建造了利用氧化钚为燃料的BR-5，该反应堆的一次系统为钠，二次系统为钠钾合金冷却系统，1958年7月开始零功率运行，1959年7月达到满功率，热功率为5 MW，BR-5是世界上第一个用钚氧化物作燃料并运行的反应堆，直到1964年11月关闭。后又重新装入碳化物燃料，1971年再次改造扩大，将功率提高到10 MWth，1973年3月达到临界，用混合氧化物燃料，1979年在7.5 MWth功率下运行，这就是著名的BR-10。

1965年5月开始建造热功率为60 MWth的BOR-60，在1970年前苏联建造了全世界最大的临界装置BFS-2，大至BN-1600的原型装置，也可在该堆上试验，前苏联是进入原型快堆电站的第一个国家，设计和建造了BN-350，U02为燃料的反应堆，电功率为350 MWe（1000 MWth），BN-350在1972年达到临界，1973年中进入功率运行。1973到1975年期间，对它的6个蒸汽发生器的5个进行修理，1976年开始它以650 MWth运行。设计和建造这个装置有两个目的，发电（150 MWe）和海水淡化（每天生产120000 m3的新鲜淡水）。BN-350是回路式设计，通过6条独立的冷却环路输送液态钠进出堆芯。

在BN-350达到满功率之前，就已经开始建造一个600 MWe的电厂-BN-600，与BN-350不同，BN-600是一座池式反应堆，1979年完成建造工作，1980年达到临界。

全尺寸电功率为1600 MWe的示范电厂，NB-1600，正在设计之中，如同NB-600一样，它也是池式的。BN-350和BN-600的燃料都不是标准形式的，仅仅用UO2燃料，而BN-1600将是前苏联第一个开始使用混合氧化物燃料的快中子反应堆。

三、法国

法国是个能源资源相对短缺的国家，因此，自然对发展核动力给予高度重视。法国的快中子反应堆开始于1953年，研究发展工作集中在钠系统，直到1967年他们的第一个快中子堆仍没有投入运行。不过从那以后，在G. Vendryes的领导下，很快采取行动并取得进展，“妄想曲”（Rapsodie）反应堆，从1967年8月投入正常运行开始到1970年2月停止运行为止，整个期间运行得十分顺利。

在“妄想曲”之后是“凤凰”（Phenix）原型堆，凤凰是传说中的一种神鸟，用这种神鸟的名字来命名快中子反应堆，或许是人们期盼有一种好的兆头吧。它是一座250 MWe原型堆电厂，安装在Rhone河边。建造它的主要目的，是为取得原型堆电厂的运行经验，它于1973年8月31日达到临界，1974年3月满功率运行，该反应堆出色地安全运行，直到1976年夏天，中间热交换器出现故障需要停堆检修，1977年该反应堆重新投入满功率运行，开始时反应堆堆芯燃料一半是混合氧化物，一半是UO2，1977年后整个堆芯均采用混合氧化物燃料。

在“妄想曲”和“凤凰”成功的基础上，在Rhone河边的Creys-Malville于1977年开始建造1200 MWe的“超凤凰”（Super Phenix）示范电厂，该堆原计划于1983年临界，后来实际上推迟到1985年9月达到临界。建造该堆的目的在于希望取得接近于商业规模快堆电厂的运行经验，该反应堆得到五个国家的财政支持-法国（51%）、意大利（33%）、德国（11%）、比利时及荷兰（各2.5%）。设计者是法国的Novatome公司，法国国家电力公司运营。