(娄来强,中广核,核科学与工程)

A：“话说，能源、信息和材料是社会进步的三大支柱，是现代社会赖以生存和发展的基本条件。而随着社会和经济的发展，能源需求日益旺盛，能源问题日益紧迫。核能由于其能耗小、产量高，成为目前能源发展的重点。”

B：“ 谁说核能好了？动不动就爆炸，放射性泄露！”

A：“这位同学稍安勿躁，且听我说下去。核电专家、原国家核安全局副局长兼总工程师、国家核电技术公司专家委委员林诚格老先生曾客观地说，未来15-20年是能源相互竞争的黄金时代，尽管目前可再生能源和新能源不成熟、规模小，但这些问题会随着技术的发展而逐渐解决，未来15年之内核能必须创新，否则将丧失关键竞争力，当然此处核能不包括聚变。那么，我们今天就来唠一唠，这核能，有哪些新的东西，又新在哪儿了。”

B：“好吧，就暂且听你说说。”

A：“不知道同学们可听说过钍基熔盐堆？”

B：“听上去好复杂啊！”

A：“不要着急哈！钍基熔盐堆，顾名思义，首先反应堆是基于钍燃料的，其次反应堆里面是一种熔盐。”

B：“ 别逗了，熔盐怎么能发电！”

A：“你有所不知，熔盐堆是将燃料熔融在液态氟化盐中，形成一种混合物。这种混合物在熔点（约460℃）以上成为稳定的液体，液态盐本身是冷却剂，同时又是燃料的载体。燃料核裂变产生的热量由熔融燃料本身带入热交换器，与二回路无放射性的熔盐进行热交换，二回路熔盐再能量的传递和转换，产生电力。”

B：“这听起来也没什么特别的啊， 就是把以前燃料棒和冷却剂的分开布置变成混在一起，这就像是把别人发明的圆板凳改成的方板凳。”

A：“ 小盆友，你以为科学家是混饭吃的吗？有点耐心，听我说完，不要过早下结论。首先，燃料用的是钍。在我国，钍资源储量比铀资源储量多得多，所以从发展的眼光来看，还是用钍比较靠谱。而且熔盐堆不需要使用浓缩后的燃料，可是直接使用天然钍。用钍作燃料还不会产生钚，大大简化了燃料后处理的过程。第二，在超高温和强辐照中，这种熔融氟盐在机械和化学上都很稳定。第三，熔盐堆可以对核燃料和反应产物进行在线添加和在线分离处理，会减少裂变产物的存量，最终卸出的核废料很少，约为目前的千分之一左右。”

B：“ 听上去好像是挺好的哎……”

A：“还有呢！熔盐堆可以采用效率较高的热电转换方式，损失更少，得到的更多。而且，可以模块化、建造在地下，灵活性自然不用多说。”

B：“恩，好像貌似还阔以……那赶紧开始研究呀！”

A：“上海应用物理研究所已经在做啦！”

B：“哦，那我们就等着这个反应堆做出来吧！”

A：“你以为我们的科学家只有这一个idea吗？现如今的科学界是百花齐放百家争鸣。还有别的你不造呢。”

B：“ 快快，说来听听。”

A：“我们都知道啊，这个核科学家们的一块心病就是核废料，前一阵子有个在网上特别火的文章，说‘…核废料的污染长达20万年！没想到吧？40年发电，20万年污染’。这个，自然不会像他说的那么夸张，反驳批判的话我们也不多说，但是核废料的确是一大问题。我们总不能一直挖坑埋吧？将来万一坑都挖遍了怎么办？”

B：“ 所以说就不应该发展核电！”

A：“…… 你闭嘴……既然有问题我们就要去解决，如果能解决废料问题，我们就可以无后顾之忧的利用核电，何乐而不为？那么问题就来了，”

B：“怎么办捏？”

A：“ADS就出现了！ADS是利用中能强流加速器加速的高能带电粒子轰击重金属靶，发生散裂和反应，产生高能量的中子，作为一个恒定的外中子源来驱动次临界系统，次临界系统对这些外中子起放大作用，使次临界系统维持在一定功率下运行，从而得到核能。”

B：“ 说人话。”

A：“简单地说，反应堆临界就是指反应堆中产生的中子与消耗的中子一样多，这样反应堆可以一直一直的运行下去，超临界就是原子弹那种，产生的中子特别多，瞬间能量释放特别多，次临界就是反应堆中产生的中子比消耗的中子少。而中子是核反应必不可少的一个条件。如果中子越来越少的话，核反应次数也会越来越少，最后就熄火了。那ADS就是一个次临界的反应堆，”

B：“那岂不是慢慢就熄火了？”

A：“如果不管他的话，的确是。但是我们ADS在反应堆上面加了一个加速器。”

B：“ 中子不带电，不能被加速！这点常识我还是有的。”

A：“亲，加速的不是中子啦，加速的是质子。质子出来之后，会轰击一个金属靶，与金属靶发生反应，才产生中子。这些中子随后进入到反应堆中，引发核反应。”

B：“哦！也就是说在ADS这个反应堆中，中子是由外面提供的！那如果断了这些中子，反应堆中的中子不能平衡，会越来越少，最后反应堆就熄火啦？”

A：“ 就是这个道理。所以说ADS这种反应堆很安全。”

B：“那和核废料又有什么关系？”

A：“你想啊，加速器质子打靶出来的中子和核裂变产生的中子肯定是不一样的。质子打靶产生的中子能量较高，速度自然也快，因此这个ADS是个快堆。快堆的好处就在于，快中子可以与长寿命元素发生反应，几乎可将所有长寿命的锕系核素转化为可裂变的资源。简单点说，就是这种反应堆可以拿核废料当燃料。”

B：“ 不是吧？”

A：“不骗你，真不骗你。ADS反应堆的中子经济性好，一个约80万千瓦的ADS反应堆系统可以嬗变大约10个百万千瓦规模的压水堆核电站产生的长寿命放射性废料。而且ADS本身产生的放射性废物较少。”

B：“ 哇塞！真的好棒耶！”

A：“是不是瞬间又对核能有了信心？”

B：“是有点。那你快说说，还有啥？”

A：“你知道裂变，知道聚变，那你可知道聚变裂变混合堆？”

B：“啥玩意？ 还将聚变和裂变混合在一起了？”

A：“聚变的吸引力是很大的，毕竟太阳的能量全部来自于聚变，聚变被称之为人类的终极能源。科学家们当然不会放过它。这个混合堆就是将聚变和裂变混合在一起，用聚变反应产生的中子，来驱动裂变堆。”

B：“哦！ADS是用加速器的质子打靶产生的中子来驱动反应堆，混合堆是用聚变产生的中子来驱动反应堆！”

A：“没错，来，给你个大红花。继续唠。这混合堆中的裂变堆部分自然也是个次临界的。氘氚聚变产生的中子有14MeV的能量，恩……这个能量就是挺高的啦，裂变反应产生的中子平均能量是2MeV，用如此高能量的中子去驱动裂变堆，这裂变堆也当然是快堆。在聚变模块的外围，设置有不同的包层，也就是不同的模块，分别用来发生裂变反应以产能、利用中子产氚、增殖燃料等等。不同的包层有不同的作用。而且混合堆的核废物问题也很少。”

B：“恩！棒棒哒！那既然这些反应堆这么好，为什么还不建出来？”

A：“小盆友，你以为建反应堆是很容易的一件事吗？这些反应堆虽然概念设计已经完成，但是离工程阶段还有一定的距离，现在正在紧锣密鼓的研究之中。”

B：“那你觉得哪个最有前途？”

A：“有前途？这个定义可大了。钍基熔盐堆用来做小型模块堆比较有优势，ADS主要优势在于处理核废料，而混合堆被称为聚变堆实现的必经之路。他们不是一个道上的，怎么比较？”

B：“哦，酱紫啊……”