要讓核電廠產(chǎn)生的高放核廢物能夠推動(dòng)能源部門的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，該怎么辦？在閉式燃料循環(huán)中運(yùn)行的快中子反應(yīng)堆可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

快中子反應(yīng)堆使用未被水等慢化劑減慢的中子來維持裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，與現(xiàn)有的熱核反應(yīng)堆相比具有一定的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)在再循環(huán)利用核燃料的全閉式燃料循環(huán)中運(yùn)行時(shí)，快中子反應(yīng)堆有可能從相同數(shù)量的天然鈾中提取比熱核反應(yīng)堆多60～70倍的能量，從而顯著減少高放廢物數(shù)量。

國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)副總干事兼核能部部長(zhǎng)米哈伊爾·丘達(dá)科夫說：“在閉式燃料循環(huán)中使用快堆時(shí)，一千克核廢物可以多次循環(huán)利用，直到鈾全部用完，錒系元素（其放射性可保持?jǐn)?shù)千年）被燒盡。然后剩下的是大約30克的廢物，這些廢物將在200到300年內(nèi)具有放射性?！?/p>

快堆是核能早期部署的首批技術(shù)之一，當(dāng)時(shí)鈾資源被視為稀缺資源。然而，隨著技術(shù)和材料方面的挑戰(zhàn)阻礙了發(fā)展，并且新的鈾礦藏被發(fā)現(xiàn)，輕水堆成為行業(yè)主要發(fā)展堆型。然而，一些國(guó)家正在努力推進(jìn)快堆技術(shù)，包括小型模塊堆和微型反應(yīng)堆。

目前有五座快堆正在運(yùn)行：俄羅斯聯(lián)邦的兩座在運(yùn)反應(yīng)堆（BN-600和 BN-800）和一座試驗(yàn)快堆（BOR-60）、印度的快增殖試驗(yàn)堆和中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆。歐盟、日本、美國(guó)、英國(guó)和其他國(guó)家都在開展針對(duì)各種目標(biāo)和功能的快堆項(xiàng)目，包括小型模塊堆和微型反應(yīng)堆。

對(duì)于一些國(guó)家來說，在全閉式燃料循環(huán)中運(yùn)行快堆被視為確保核能長(zhǎng)期可持續(xù)性的途徑。

正在塞韋爾斯克建設(shè)的俄羅斯試點(diǎn)示范能源綜合體匯集了一座鉛冷BREST-OD-300快堆、一座燃料制造和再制造廠以及一座氮化鈾-钚混合乏燃料后處理廠。此外，還將建造一座深層地質(zhì)廢物處置庫(kù)。這個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目的重要性不僅在于展示能夠進(jìn)行新燃料的制造、輻照和再循環(huán)，而且在于展示所有這些工作在同一個(gè)場(chǎng)址完成。

“將整個(gè)閉式燃料循環(huán)過程設(shè)在同一個(gè)場(chǎng)址，有利于核安全、核安保和核保障?！痹幽軝C(jī)構(gòu)核燃料循環(huán)技術(shù)負(fù)責(zé)人 Amparo Gonzalez Espartero說，“這在經(jīng)濟(jì)上也更有意義，因?yàn)楹藦U物和核材料不需要像目前在一些國(guó)家那樣在不同地點(diǎn)之間轉(zhuǎn)運(yùn)，從而最大限度地減少了運(yùn)輸和后勤挑戰(zhàn)。

運(yùn)行任何規(guī)模的閉式燃料循環(huán)都需要快堆以及用于后處理和再循環(huán)的基礎(chǔ)設(shè)施。除其他原因外，經(jīng)濟(jì)和保障因素使得不是每個(gè)國(guó)家都能擁有后處理設(shè)施。為了降低成本，后處理設(shè)施可向其他國(guó)家提供服務(wù)，或者各國(guó)可共享設(shè)施。

俄羅斯還計(jì)劃在2035年之后部署下一代1200兆瓦（電）快堆，作為與輕水堆并存的自維持系統(tǒng)的一部分。借助快堆，熱核反應(yīng)堆的乏燃料將被后處理和再利用，最終產(chǎn)生的廢物足跡比常規(guī)核燃料循環(huán)的廢物足跡小十倍。

其他國(guó)家也在推進(jìn)相關(guān)項(xiàng)目。中國(guó)正在福建省霞浦縣建造兩座鈉冷快堆（CFR-600)。第一臺(tái)機(jī)組正在調(diào)試中，預(yù)計(jì)將于2024年并網(wǎng)。美國(guó)由微軟聯(lián)合創(chuàng)始人比爾·蓋茨支持的快堆項(xiàng)目正在開發(fā)中；盡管美國(guó)正在重新努力研究閉式核燃料循環(huán)，并利用現(xiàn)有核廢物開發(fā)自己的燃料供應(yīng)，但該項(xiàng)目不會(huì)在閉式燃料循環(huán)中運(yùn)行。在歐洲，比利時(shí)MYRRHA項(xiàng)目旨在到2036年建造一個(gè)鉛鉍冷卻加速器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以測(cè)試其作為未來全閉式燃料循環(huán)的一部分分解次錒系元素的能力。

“各國(guó)正越來越多地關(guān)注如何再循環(huán)利用乏核燃料等資源，以清潔方式為本國(guó)經(jīng)濟(jì)提供動(dòng)力?！痹幽軝C(jī)構(gòu)快堆技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Vladimir Kriventsev說，“目前，材料科學(xué)、反應(yīng)堆物理和工程方面的技術(shù)創(chuàng)新改善了設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了安全性能，降低了建造和運(yùn)行成本，從而提高了快堆核電廠的經(jīng)濟(jì)性?！?/p>

原子能機(jī)構(gòu)通過協(xié)調(diào)研究項(xiàng)目、技術(shù)出版物、技術(shù)工作組和會(huì)議，在支持快堆的開發(fā)和部署中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。原子能機(jī)構(gòu)“核反應(yīng)堆和燃料循環(huán)革新型國(guó)際項(xiàng)目”還通過支持各國(guó)的規(guī)劃與合作，助力推進(jìn)快堆和相關(guān)核燃料循環(huán)的發(fā)展。