如果核電站產(chǎn)生的高放射性核廢料能夠推動能源部門的循環(huán)經(jīng)濟，那會怎樣？

運行在封閉燃料循環(huán)中的快中子反應堆可以實現(xiàn)這一點?？熘凶臃磻咽褂梦唇?jīng)減速劑（如水）減速的中子來維持裂變鏈式反應，相較于現(xiàn)有的熱中子反應堆具有優(yōu)勢。當快中子反應堆在完全封閉的燃料循環(huán)中運行時，即核燃料被回收再利用，它們有可能從相同數(shù)量的天然鈾中提取出比熱中子反應堆多60至70倍的能量，從而大大減少高放射性廢物的數(shù)量。

各國正越來越多地尋找回收如乏燃料等資源的方式，以清潔地為經(jīng)濟提供動力。

“當在封閉燃料循環(huán)中使用快中子反應堆時，一公斤核廢料可以被多次回收，直到所有的鈾都被使用，并且那些仍然會放射幾千年之久的錒系元素也被燃燒殆盡。最終剩下的大約是30克的廢物，其放射性將持續(xù)200至300年，”國際原子能機構(gòu)副總干事兼核能部主任米哈伊爾·丘達科夫說。

快中子反應堆是核能早期部署的首批技術(shù)之一，當時人們認為鈾資源很稀缺。然而，隨著技術(shù)和材料挑戰(zhàn)阻礙了發(fā)展，以及發(fā)現(xiàn)了新的鈾礦藏，輕水反應堆成為了行業(yè)標準。但是，包括小型模塊化反應堆（SMRs）和微反應堆（MRs）在內(nèi)，多個國家正在推進快中子反應堆技術(shù)。

目前，有五個快中子反應堆在運行：俄羅斯聯(lián)邦的兩個運行中的反應堆（BN-600和BN-800）和一個試驗反應堆（BOR-60），印度的快速增殖試驗反應堆，以及中國的實驗快中子反應堆。歐洲聯(lián)盟、日本、美利堅合眾國、英國和其他國家都有針對各種目標和功能的快中子反應堆項目正在進行中，包括小型模塊化反應堆和微反應堆。

對于一些國家來說，在完全封閉的燃料循環(huán)中運行快中子反應堆被視為確保核能長期可持續(xù)性的途徑。

俄羅斯正在謝韋爾斯克建設的示范能源綜合體項目，將匯集一個鉛冷卻的BREST-OD-300快中子反應堆、一個燃料制造和再制造工廠，以及一個用于處理混合氮化物鈾-钚乏燃料的工廠。還將建設一個深層地質(zhì)廢物儲存庫。這個試點項目的重要性不僅在于展示新燃料的制造、輻照和回收過程，而且所有這些過程都在一個地點進行。

“將整個封閉燃料循環(huán)過程放在一個地點進行，對核安全、安保和保障措施都有好處，”國際原子能機構(gòu)核燃料循環(huán)技術(shù)負責人安帕羅·岡薩雷斯·埃斯帕爾特羅說?！皬慕?jīng)濟角度來看也更有意義，因為核廢料和材料不需要在地點之間移動——就像目前一些國家所做的那樣——從而最大限度地減少了運輸和物流挑戰(zhàn)。”

在任何規(guī)模上運行封閉的燃料循環(huán)都需要快中子反應堆以及用于再處理和回收的基礎設施。除了其他原因外，經(jīng)濟和保障措施使得每個國家都建立再處理設施變得困難。為了降低成本，再處理設施為其他國家提供服務，或者國家之間共享設施。

俄羅斯還計劃在2035年后部署下一代1200兆瓦（電）的快中子反應堆，作為與輕水反應堆并行的自給自足系統(tǒng)的一部分。借助快中子反應堆，熱反應堆的乏燃料將被再處理和再利用，產(chǎn)生的最終廢物足跡比常規(guī)核燃料循環(huán)小十倍。

其他國家也在推進相關(guān)項目。中國正在福建省霞浦縣建造兩個鈉冷卻的快中子反應堆（CFR-600）。第一座機組正在調(diào)試中，預計將于2024年并網(wǎng)發(fā)電。

在美國，由微軟聯(lián)合創(chuàng)始人比爾·蓋茨支持的快中子反應堆項目正在開發(fā)中；盡管美國正在重新努力開展封閉的核燃料循環(huán)工作，并利用其現(xiàn)有的核廢料來開發(fā)自己的燃料供應，但該項目不會在封閉的燃料循環(huán)中運行。在歐洲，比利時的MYRRHA項目旨在到2036年建造一個鉛鉍冷卻的加速器驅(qū)動系統(tǒng)，以測試其分解次錒系元素的能力，作為未來完全封閉的燃料循環(huán)的一部分。

“各國正越來越多地尋求回收乏核燃料等資源的方式，以清潔地為經(jīng)濟提供動力，”國際原子能機構(gòu)快中子反應堆技術(shù)發(fā)展團隊負責人弗拉基米爾·克里文采夫說?！斑@一趨勢出現(xiàn)在材料科學、反應堆物理和工程技術(shù)創(chuàng)新已經(jīng)導致更好的設計、增強的安全特性以及降低建設和運營成本的時候，這改善了由快中子反應堆驅(qū)動的核電站的經(jīng)濟性?！?/p>

國際原子能機構(gòu)在通過協(xié)調(diào)研究項目、技術(shù)出版物、技術(shù)工作組和會議分享信息和經(jīng)驗方面，對支持快中子反應堆的開發(fā)和部署起著關(guān)鍵作用。國際原子能機構(gòu)的創(chuàng)新核反應堆和燃料循環(huán)國際項目也通過支持各國在規(guī)劃和協(xié)作方面的努力，幫助推動快中子反應堆及相關(guān)核燃料循環(huán)的發(fā)展。