聚变裂变混合核反应堆是怎么回事？ 第1页

聚变裂变混合堆跟快中子堆的思路类似，都是为了有效的利用核废料。

简单的说，我们首先用D-T聚变产生14MeV的高能中子。有了这些高能中子，我们就能“燃烧”U238这类通常意义上的核废料。不仅提高燃料经济性，也减少了核废料的排放，可以说是一举两得。

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了解核反应物理的同学应该清楚，一般的裂变堆消耗的是U235这种核素。

不幸的是，地球上99.3%的U都是U238。为了达到链式反应的临界浓度，我们需要把U235给分离出来。

这么做有两点缺点：第一、分离U235和U238一般依赖于两种核素质量上的微小差异，而这是一件很困难的事情（这也是拥有核武器的国家数量少的原因之一）；第二、剩下的U238不仅不能当燃料，而且还需要当作放射性污染物进行特殊处理。

好在天无绝人之路，U238不是不能用，只是用起来的要求比较高而已。

简单的说，U238可以和高能（>1MeV)中子反应，并增殖生成Pu239。而Pu239的性质和U235类似，是一种很容易利用的核燃料。

类似的，高能中子也可以把Th232（核废料）增殖为U233（核燃料）。

到这里问题又来了。中子不带电，不能通过电场来加速。所以我们首先要触发D-T核聚变反应，这里的核聚变并不是为了发电，而是为了获得大量的14MeV高能中子。

所以，混合堆的主要流程就是：D-T反应获得高能中子->高能中子把U238等核废料增殖为Pu239这样的核燃料->“燃烧”核燃料获取能源。

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快堆（依靠高浓度的Pu239反应产生高能中子增值核燃料）与混合堆的目的都是为了高效利用核废料。与快堆相比，混合堆有以下几个优势：

1、增殖比以及增殖速度高

2、不受Pu元素的工业储量限制

3、裂变部分处于次临界状态，安全性较高

不过有优点自然有缺点，混合堆相对快堆较为复杂，工程上没有快堆成熟。实现起来是比较困难的。

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再插一句，问题描述中提到的：

建设可行的聚变反应堆还是一件遥遥无期的事情，更不要说混合反应堆了。

逻辑上显然是不对的，纯聚变堆需要满足劳森判据才能实现能量净输出，从而实现发电。但混合堆中的聚变部分主要目的不是发电，而是提供高能中子。所以满足劳森判据并不是混合堆必要条件。混合堆实现起来自然是要比纯聚变堆简单的。研究混合堆反而能为以后纯聚变堆的商业化提供技术积累。