快中子反应堆学术资讯 - 科技工作者之家

人类第一台核反应堆由著名物理学家恩利克·费米领导的小组于 1942 年 12 月（“曼哈顿计划”期间）在美国芝加哥大学建成，从此开启了人类原子能时代。现如今，核能已经占到全球能源的近20%。

核反应堆中常用的元素是铀。天然铀储量中 235U 只占约 0.7%，其余 99.3% 是 238U。235U 是个暴脾气，而 238U 由于多出了 3 个中子就老实了许多。所以当中子撞击原子核时，235U 原子核容易发生裂变，而 238U 却岿然不动，所以目前的核电站中，多数是以 235U 为燃料的，而它的“哥哥”238U 却只有干看的份。因为中子撞击 235U原子核后产生的高速中子（快中子）会大量飞散，所以就需要使中子减速（热中子），增加与 235U 原子核碰撞的机会来提升核燃料的链式裂变反应的效率。但 235U 实在是太少了，放着那么多的238U 不用实在是可惜。既然 238U 不能在热中子的作用下发生裂变，那么能不能让快中子直接撞击 238U 呢？

这就用到了快中子反应堆。快中子反应堆指没有中子慢化剂的核裂变反应堆。快中子反应可在堆芯燃料的外围放置 238U，堆芯产生裂变反应时放出来的快中子，被装在外围的 238U 吸收，238U 就会很快变成 239Pu。这样，在产生能量的同时，又不断地将 238U 变成可用易裂变燃料 239Pu，而且再生速度高于消耗速度，核燃料越烧越多，快速增殖，所以这种反应堆又称“快速增殖堆”。如将快中子增殖反应堆推广应用，将使铀资源的利用率提高 50 ～ 60 倍，大量238U 堆积浪费、污染环境的问题将能得到解决。