GIF“第四代”核能系统六个堆型中，LFR最引人注意。因为它最古老，也最陌生。西方早在50年代就放弃了研究，只有俄罗斯有使用铅-铋合金冷却舰载反应堆的经验，而且很容易联想到K-27—原苏联第一个阿尔珐级攻击型核潜艇的悲惨命运（63年调试，68年发生事故，铅铋合金冷却剂因堵塞-冷却胀破管道，无法修复，最后沉入北极深7000m的海沟）。但是俄罗斯一直没有放弃LFR的研究，并且计划建BREST-OD-300和BREST-1200型商用铅冷快堆核电站。

其实，研究ADS系统嬗变锕系元素时，科学家就想用铅或铅-铋合金做靶件和次临界反应堆系统的冷却剂。BREST概念一经提出，立即引起全世界的关注，西方核科学家非常看好LFR，对铅作快堆的冷却剂的优良性能和特有的潜质推崇备至。LFR列为GIF“第四代”核能系统六种堆型之一，是在没有俄罗斯科学家参加的情况下100多西方核科学家投票选中的。但除了俄罗斯之外，没有别的国家有LFR的工程实践经验。

发生这种戏剧性的变化，是容易理解的。种种因素促使科技界回顾核能发展的初期繁荣，自然想到LFR的优势和可持续性质：

⑴快堆最初始的主要设计特征是高增殖比，最轻的导热良好的钠自然是好的选择。现在不需要很高的增殖比和高功率密度，而且钠有三大缺点：

－正空泡效应，可能引入的最大正反应性高达几个“元”。虽属超设计基准事故，多数快堆专家认为仍必须分析。

－钠－水－蒸汽接触，放热反应，使事故恶化，甚至导致堆芯损坏。基本上，每个钠冷反应堆厂房都发生过小的钠泄漏（以及小的火灾），有的还曾多次发生。

－必须设中间回路和防止钠-水－空气燃烧措施，致使系统复杂，经济竞争能力差。

⑵作为快堆的冷却剂，铅或铅-铋合金具有重要的属性：固有安全特性－由工程安全转向自然安全：

－中子学物理性能优于其它液态金属冷却剂。

－增殖比可高大1.28。（俄罗斯人甚至说，可达1.45。）

－化学惰性，而且有非常高的沸腾温度和低的蒸气分压。

－堆芯总空泡系数为负值，使系统简化，反应堆系统造价更低。

Pb或Pb-Bi合金冷却剂的缺点是：

－防腐蚀工艺要求高。

－驱动泵功率大。

－活化（Pb-Bi合金中的Po-210），增加了混合废物的负担。（对此，俄罗斯的核科学家持不同看法。）

－铅及某些化合物的毒性，不利于公众接受。

－缺乏实践经验和相关的数据库，但俄罗斯除外。

⑶俄罗斯设计LFR的哲学理念是自然安全，又不远离现有的核工程基础；安全准则从常规的“更贵，安全”转向“安全，最便宜”；简化系统设施，降低造价，缩短建设周期。

LFR的其它优势：

－排除了最严重的事故，包括瞬发超临界；LOCA；LOCF；失去强制循环能力（失电）；失去最终热阱；火灾；氢爆；蒸汽爆炸等。

－设计与控制简化，对设备和人员没有超常规的要求。

－放射性生态危害平衡理念，对环境和生态只是微扰。

－符合现代经济对能源的一切要求，可以实现阿达莫夫的理想——排除不可接受的超设计基准事故工况（包括严重事故），降低可接受的风险水平。

俄罗斯人的核安全理念

1 –正常运行工况；2 –设计基准事故工况；3-超设计基准事故工况（包括严重事故）

引自：Evgeny Adamov. "Nuclear's Second Wind."－Innovative "fast" nuclear power plants may be a strategic imperative. IAEA BULLETIN, Volume 46, No.1, June 2004, p.39-43。

俄罗斯外的核科学家看重的LFR总体优势

－Pb或Pb-Bi合金冷却剂具有的特性使它有可能在先进堆的设计中达成某种有益和革新的性能目标。它们对以快堆为基础的潜在地长期和大规模的核动力工业增加了价值和多样性。

－作为快堆的冷却剂，Pb或Pb-Bi合金有重要的属性：它们的中子学物理性能优于其它液态金属冷却剂，他们是惰性的，而且它们有非常高的沸腾温度和低的蒸气分压。堆芯总的空泡系数是负的。这些属性为简化设计，使具有强化的安全特征、很可能堆芯寿命很长的反应堆系统造价更低。

－需要较高泵送功率问题，可通过延长堆芯有某种程度的缓解。较高的冷却剂密度，虽然是抗震设计的负担，但在所有的冷却剂中，却对于非能动冷却和安全提供了最好的自然对流潜力。

－和传统的钠冷反应堆相比，基于Pb或Pb-Bi合金冷却剂提出的许多反应堆概念是革命性，是更多样性应用的目标和市场（附图12）。

－Pb或Pb-Bi合金冷却剂并不以钠冷系统达到的同样的堆芯出口温度发电是合乎逻辑的。很有可能，将会证明，铅基冷却剂以更高的运行温度，具有更高的热效率是正当的，而且有希望生产非电商品（如氢气）。

 快堆扩大能源产品的使命

• Higher temperature (~800°C) operation for hydrogen manufacture

• Desalinization bottoming cycles for potable water

•Links clean sustainable nuclear resource to clean emission free fuel (H2)

说明：铅冷快堆的潜力很大，发电只是初级阶段，用途很广

他们同时承认，LFR要成为GIF“第四代”核能系统堆芯的首选，还有大量的工作，但倾向性非常明显：

－对于Pb或Pb-Bi合金，能够像钠那样作为液态金属反应堆冷却剂做出判断前，还需要进行有效的开发；或许有必要不限于对快堆所作的传统假设，勘察其潜在的效益。

－以某些基础性的R&D和系统概念研究，调查核实Pb或Pb-Bi合金冷却剂的潜在效益。核实俄罗斯广泛的Pb-Bi合金的核冷却剂技术，密切监视俄罗斯的开发工作。

很显然，核反应堆很少使用铅冷却剂。俄罗斯最有经验。在冷却剂系统设计中，工艺开发和试验以及使用铅冷却剂需要的工具需要很大努力，包括的冷却剂化学规范，可靠而经济的化学控制系统，各种材料规范，使铅诱发应力腐蚀断裂降到最低并检验这些材料的性能。

至于到底需要多长的时间，俄罗斯人的答复比较悲观［29］。但俄罗斯外的核科学家认为：“与俄罗斯人全面合作，基于西方（仅仅）开发证实性的数据，在约3－5年的时间框架内就可开发具有必不可少特征的、先进的、铅铋合金冷却的、防核扩散的原型反应堆系统。对于铅冷却剂，时间范围或许要延长至5－10年。如果必须有全新的材料资格验证方案，不论起因于缺少俄罗斯的参与、国内数据库的监管要求，还是超出现有数据库的新特色（例如锡冷却剂或极高温工作的新材料），时间框架则需进一步延长，大概要10－15年”［30］。

LFR最大、最使广大核科学家兴奋和激动的特点是“自然安全”—系统简化—经济竞争力强—发展前景广阔的内在的协调特性。