核电相信我们都不陌生，她以其清洁和方便广受人们的青睐。但核能终究也需要用原料，而现在基本都用的重金属U.按目前铀利用率估计现存铀资源供应年限大约为 117年，按此速度在不久的将来核电将会面临现在火电所面临的资源短缺问题。于是我们必须在问题产生危胁之前想到解决问题的办法，所以许多新的堆型也应运而生。他们或致力于提高燃料的利用率，或致力于减轻核废料处理的难度，也有的完全突破了传统的堆型。本文主要介绍几种相对新颖的未来可能的核反应堆。

钍基熔盐堆

2011年1月25日下午，在中国科学院2011年度工作会议期间举行的中国科学院“创新2020”新闻发布会上，中科院宣布，“未来先进核裂变能——钍基熔盐堆核能系统”（TMSR）等首批战略性先导科技专项启动实施，主要依托单位为中科院上海应用物理所。

钍基熔盐核反应堆就是用钍为核燃料，以熔融盐（液态氟化物）为冷却剂，以石墨为中子慢化剂的核反应堆，实际上这也是一种增殖式核反应堆，因为钍每吸收一个中子立刻要产生二到三个中子远大于铀235裂变。由于用熔融盐做冷却剂所以可以把温度提到很高约800度（熔融盐沸点为1400度）这样一方面可以尽可能地充分地燃烧核料，另一方面可以极大地提高汽轮发电机或汽轮推进机的输出功率，由于熔融盐沸点很高，所以就不用考虑高压供给问题，在正常大气压下完全就可以工作了。因此在制造核反应堆外壳和管路时，只需考材料的耐高温性能就行了，而这种材料较容易做到（普通钢材都可承受700－1000度），而耐压指标只需做通常的考虑就行了，这样反应堆外壳体积就可以大幅度降低。因此这种核反应堆可以做的很大，也可能做的很小巧。

钍基熔盐堆具有以下五大特点：一是本征安全性。当熔盐堆内熔盐温度超过预定值时，设在底部的冷冻塞将自动熔化，携带核燃料的熔盐随即全部流入应急储存罐，使核反应终止。熔盐堆工作在常压，操作简单安全。熔盐堆还可建在地面10米以下，有利于防御恐怖破坏和战争袭击。二是核燃料长期供应。对于陆地钍资源储量的估计，中科院院长路甬祥说，不太乐观地估计，钍的储藏量是铀资源的3~4倍，而如果乐观地估计，则可能达到5~8倍。我国是钍资源大国，若能够将钍用于生产核能，可保我国能源供应千年无忧。路甬祥院长同时说：“钍是稀土资源的组成部分，和其他资源混生在一起，如不利用，可能会造成低度的核辐射。”三是核废料最小化。熔盐堆可以对核燃料和反应产物进行在线添加和在线（或邻堆离线）分离和处理，使得核燃料充分地燃烧，最终卸出的核废料很少，约为目前的千分之一左右。四是物理防核扩散。传统反应堆所产生的核废料中，有大量易于生产核武器的核燃料钚239，因此存在核武器扩散的风险，而科学界公认钍-铀燃料循环不适于生产武器级核燃料，只能用于产生核能。五是多用途与灵活性。小型模块化反应堆、混合能源均为未来核能的发展方向。熔盐堆是小型模块化反应堆较为理想的堆型，同时熔盐堆又是高温堆，适于用作制氢等混合能源的应用。因此，未来或可出现小型化、社区用的核能系统。

将燃料从稀缺的U，变为含量较多Th.将燃料形态从固态变为液态的。我相信这个有创意的堆型，一旦取得成功那么祖国的资源问题将会得到很大的解决，让我们共同期待。

漂浮的反应堆

当地震或者海啸袭击核电站时，最大的威胁并不是这些灾难本身，而是灾难造成的影响。具体地说，就是导致冷却装置发生故障，无法冷却反应堆堆芯，进而引发核事故。鉴于这一点，麻省理工学院的工程师设计了漂浮在海上的核反应堆，利用周围的海水进行冷却，避免因冷却装置指令引发核事故。在美国机械工程师学会举行的一场研讨会上，科学家将阐述这一设计。麻省理工学院教授贾克珀-布吉诺、迈克尔-格雷、尼尔-托德莱斯和其他科学家将在会上提出这一建议。

　科学家指出将核反应堆置于海上是一种合理做法，能够挽救生命。布吉诺在麻省理工学院公布的一份声明中说：“这一设计的最大卖点就是能够提高安全系数。这种反应堆漂浮在海上，海洋是一个几乎无限大的吸热器，能够进行被动冷却同时无需进行干预。反应堆安全壳处于水下。”

漂浮式核电站并不是一个新鲜的想法，俄罗斯正在近海的驳船上建造一座这样的核电站。如果付诸实施，麻省理工学院提议的设计将成为世界上第一座能够经受住海啸考验的反应堆。除了能够提高安全系数外，漂浮式核电站还有一个优势，那就是建造成本低。在陆地上建造核电站需要投入大量资金。陆基核电站需要建在水域附近，提高了建造成本和难度。正如布吉诺所指出的那样：“海洋是一个低廉的房地产市场。”

除了易于建造外，让漂浮式核电站退役的难度也较低。服役期满后，漂浮式核电站可以拖到相关设施，就像使用反应堆的现代海军舰艇一样。漂浮式核电站在设计上具有灵活性，规模有大有小，从50兆瓦特到1000兆瓦特。

当然这只是构想，离应用还有一段距离，但从理论上来看，它完全可行，希望这个新家早点被研究应用。那样日本人福岛那样的悲剧就不会再现了，核电也将会更普遍化。

行波堆----比尔盖茨的梦想

第一个理想，是使每个人都有一台电脑，都用上WINDOWS系统；第二个理想，是消灭艾滋病、结核病和疟疾，让每个人都有平等的医疗机会；第三个理想，是让穷人都用上清洁经济的电，让穷人摆脱贫困。

所以他带着他的行波堆来了。

行波堆技术就是能将贫瘠的核能原料，在反应堆内直接转化为可使用的燃料并充分焚烧利用。通俗地说，作为核反应堆的主要燃料，天然铀中只有约0.7%的同位素能被直接利用，但是，利用行波堆技术，铀资源的30－40%，甚至60－70%可以物尽其用。和其他核反应堆不同的是，行波堆技术可以直接利用被废弃的铀同位素，甚至是只经过简单转化的核电站废弃燃料，对其深度焚烧而产生巨大能量，将沉重废物负担转换为高额经济效益。从这一点上看，其与我国不久前投产的试验快堆很相似。但行波堆的另一大优势就是无须换料及后处理，不仅可以提高运行安全性，更能极大降低核扩散风险。

其原理是通过对抑制堆芯燃料的分布和运行，使得核燃料可以从一端负级启动点燃，裂变产生的多余中子将周围不能裂变的U-238转化成Np-239，当达到一定浓度之后，形成裂变反应，同时开始焚烧在原位置生成的燃料，形成行波(Traveling Wave)。行波以增殖波先行焚烧波后续，一次性装料可以连续运行数十年甚至上百年。为维持运行，堆芯燃料部分保持常规的大小质量，通过已有熟知方式利用核能：通过蒸汽发生器将核反应产生的热量带出堆芯，转换为蒸汽的动能进而推动汽轮机做功，产生电能。除最初的启动源需要浓缩铀，其他所有燃烧都可以来自天然的材料，因此不需要分离浓缩。形象的说，行波堆像蜡烛，用火柴点燃后逐渐烧尽，并可以点燃其他蜡烛。

这是一种将计算机的技术巧妙运用的新科技，而且以其无可替代的独特优势，成为冉冉升起的新星，相信泰拉公司保证的15年的期限不会被推迟很久，那样我们就可以看这个巧妙的堆型会带给我们怎样的惊喜。

聚变堆-----超清洁能源

关于核聚变我相信大家都不陌生，但是要控制好聚变来让它乖乖的来发点就没那么简单了。地球上有七个地区或国家都在致力于这种反应堆，也都取得了相应的成果。

氘氚核聚变反应也可以释放巨大能量。氘在海水中储量极为丰富，一公升海水里提取出的氘，在完全的聚变反应中可释放相当于燃烧300公升汽油的能量；氚可在反应堆中通过锂再生，而锂在地壳和海水中都大量存在。氘氚反应的产物没有放射性，中子对堆结构材料的活化也只产生少量较容易处理的短寿命放射性物质。聚变反应堆不产生污染环境的硫、氮氧化物，不释放温室效应气体。再考虑到聚变堆的固有安全性，可以说，聚变能是无污染、无长寿命放射性核废料、资源无限的理想能源。受控热核聚变能的大规模实现将从根本上解决人类社会的能源问题。                           

在我国核聚变能研究开始于60年代初，尽管经历了长时间非常困难的环境，但始终能坚持稳定、逐步的发展，建成了两个在发展中国家最大的、理工结合的大型现代化专业研究所，即中国核工业集团公司所属的西南物理研究院（SWIP）及中国科学院所属的合肥等离子体物理研究所（ASIPP）。为了培养专业人才，还在中国科技大学、大连理工大学、华中科技大学、清华大学等高等院校中建立了核聚变及等离子体物理专业或研究室。科技部依托中国科大成立“国家磁约束聚变堆总体设计组”，中国科大核科学技术学院院长万元熙院士担任组长。

我国核聚变研究从一开始，即便规模很小时，就以在我国实现受控热核聚变能为主要目标。从上世纪70年代开始，集中选择了托克马克为主要研究途径，先后建成并运行了小型CT-6（中科院物理所）、KT-5（中国科技大学）、HT-6B（ASIPP）、HL-1（SWIP）、HT-6M（ASIPP）及中型HL-1M（SWIP）。SWIP建成的HL-2A经过进一步升级，有可能进入当前国际上正在运行的少数几个中型托克马克之列。在这些装置的成功研制过程中，组建并锻炼了一批聚变工程队伍。

当然要攻克技术上的难关，需要各国的协作，毕竟这个工程需要解决的问题太多。所以，七个地方成了IITER计划。lITER计划是目前世界上仅次于国际空间站的又一个国际大科学工程计划。该计划将集成当今国际上受控磁约束核聚变的主要科学和技术成果，首次建造可实现大规模聚变反应的聚变实验堆，将研究解决大量技术难题，是人类受控核聚变研究走向实用的关键一步，因此备受各国政府与科技界的高度重视和支持。

 聚变的新颖，让他有了许多的技术问题需要突破。但作为这么有前景的堆型，这么多国家的共同努力我坚信未来的发展会走向光明的。