环球科学大观 09-19
印度核裂变快中子增殖堆领先中国20年,比俄罗斯技术更先进!
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在科技领域,印度向来以中国作为最重要的 " 榜样 " 和竞争对手,似乎凡事都要与我们争个高低。虽然新世纪以来中国科技创新日新月异,早已将印度远远甩在身后,但在一个高科技领域却落后印度近 20 年之久!这项技术正是核裂变快中子增殖堆(快堆)。

在过去近 30 年里,印度核物理学家不仅率先在核裂变快中子增殖堆领域投入研发力量,更有所成就。如今全球目光都聚焦在印度南部地区即将建成的快堆上,这将成为一个新的里程碑式成就。原子研究中心负责人表示,从安全角度来看,快中子增殖堆比传统的压水堆(PWR)更加安全,且成本更低,是代替今天核电原理的重要方案之一。

世界上唯一商业运作的快中子增殖堆位于俄罗斯乌拉尔山脉的 Beloyarsk 核电站。不可否认的是,俄罗斯是今天快中子增殖堆全球领导者。自从 1980 年以来,俄罗斯的 BN 600 快堆已运行近 40 年。该反应堆功率约 800 兆瓦,不仅仅为俄罗斯地区的人们提供电力,更向乌拉尔地区的叶卡捷琳堡市源源不断地输送电力。

不过,印度在建的快堆并非是参仿俄罗斯模式。据国际原子能机构相关人士表示:尽管它们都使用相同的基本物理原理,但印度有着自己的新方法,且与俄罗斯的快堆模式完全不同。快堆的发展是未来国家的新模式,这意味着 " 无限电力 " 时代的临近。

核物理学家解释称,快中子增殖堆并不是因为反应运行得更快,而是因为维持原子链反应的中子比传统反应有着更高的飞行速度。而快堆中最核心的便是铀(U-235),但在超纯铀中 U-235 的含量并不高,更多的以其同位素 U-238 的形式存在,这就大大制约了核裂变反应的效果。不过,U-238 可以和快中子相互作用,并且转化为有价值的 U-235。这样一来,可以更充分地利用反应堆中的铀(U-235)资源,意义重大。

令人称奇的是,印度的快中子增殖堆更加独特!印度核物理学家还将特制的钍棒插入反应堆,在中子的轰击下产生 U-233,将普通的钍变成了极具价值的核材料。虽然印度的铀资源并不丰富,传统反应堆的发展不得不仰仗其它国家,但由于印度坐拥世界第二大钍矿,因此快堆的发展超乎想象。

截至目前,全球仅美、法、日、印、俄五国基本掌握快堆技术,而真正实现快堆商业化运营的仅俄罗斯一国。而由于该技术难度远超传统的轻水堆(分沸水堆和压水堆),故而我国目前仍处于实验阶段。对此,国际核领域普遍认为印度在该领域已领先中国 20 年。

作者 | 科学熊、朱张航宇

配图 | 朱张航宇

责编 | 朱张航宇

信息源:India Times

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