澎湃新闻记者 陈沁涵
日本原子能机构和三菱重工1月26日宣布表示，他们将加入美国的一个快中子增殖反应堆项目，这是一项由微软前任董事长比尔·盖茨创立的泰拉能源公司（Terra Power）牵头，与美国能源部合作的开发计划。
作为核燃料循环利用的核心设施，快中子增殖反应堆（简称“快堆”）可利用废弃乏燃料中的提取物再次发电。二战时，在美国开发原子弹的“曼哈顿计划”中，科学家们在这一堆型的研究上花费了大量时间，当时快堆被视为“梦之堆”。
据科普杂志《科学美国人》报道，自20世纪50年代至21世纪初，全世界约有1000亿美元（约合人民币6363亿元）用于研发快堆，但目前仅俄罗斯拥有稳定投产使用的快堆。
泰拉能源公司已与日本原子能机构和三菱重工签署技术合作备忘录，协助美国在怀俄明州建造一座发电功率为345兆瓦的快堆，项目由美国能源部资助，计划在2028年投入运行。
表面上，美日各取所需，加快建设快堆，但两国盘算远不止于此。
日本期待“回报”
二十多年前，比尔·盖茨就涉足能源产业，近几年他将目光聚焦纳冷快堆技术，在全球寻找合作伙伴。现在美国拉日本入局快堆，看重的是技术和经验。
在美日双方签署的合作备忘录中，三菱重工将提供快堆燃料处理装置等相关的系统技术，同时日本还将分享已废弃的快堆原型堆——“文殊”的开发经验。
日本从上世纪70年代开始进行“文殊”快堆的开发和建设，由于日本政府财政吃紧、快堆安全事故不断，加之福岛第一核电站事故发生后的核电政策紧缩，“文殊”还未进入实证阶段便于2016年被迫废弃。
尽管如此，日本并没有就此放弃快堆，随后把重心转向参与法国的快堆“Astrid”计划。然而，由于法国政府2019年冻结该计划，日本的研发进程再度停滞。
日本经济产业省等部门透露称，此次是泰拉能源向日本发出的邀请，日方期待从快堆计划重获得最新的实验数据，而且可借此进行人才培养。
据《每日新闻》报道，在怀俄明州建设快中子增殖反应堆的计划约耗资40亿美元，其中美国能源部出资15亿美元。日本相关人士指出，美国政府给予的财政支持力度非常大，这是至关重要的，日本加入计划可以预见获利。
长崎大学教授铃木达治郎对日媒表示，即使泰拉能源公司的建设顺利进行，也至少需要10年来观察快堆运行状况，而且运行的成本非常高，日本方面能从中得到多少“回报”，取决于可否深度参与项目建设。
低碳转型另辟蹊径？
“核技术是通向零碳未来的关键。”比尔·盖茨去年在美国CBS60分节目中表示，核能是能源产业减排的重要一部分。
盖茨对核能的支持并不新鲜，2018年他曾撰文称，“核能是应对气候变化的理想选择，因为它是唯一一种24小时可用的无碳、可持续能源。”泰拉能源公司致力于研发钠冷快堆，以液态的钠作为冷却剂。该公司声称，钠冷快堆比传统的核反应堆更节省燃料、更经济、更安全，有助于推动美国向低碳能源结构转型。
在设立2050年实现碳中和目标后，日本政府也在探讨研发以快堆为首的新一代核反应堆，以填补传统核电空白。
日本经济产业省称，传统反应堆中燃料的放射性可能需要8000年才能衰减到天然铀的水平，但快堆可以将这一时间缩短到300年。来自日本原子能机构快堆开发部门的上出英树表示：“我们将为开发脱碳能源做出贡献，希望日本独有的技术不会断绝。”
不过，一些科学家认为，比尔·盖茨力推的钠冷快堆计划可能会将低碳减排引入歧途。宾夕法尼亚州立大学大气科学教授迈克尔·曼恩（Michael E. Mann）对德媒表示，比尔·盖茨不断淡化成熟安全的可再生能源技术在经济去碳化中的作用，反而抬高那些更危险、更有风险的技术，例如核能，“他试图从这样的误导中获利”。
绿色和平组织核专家哈维卡姆普（Jan Haverkamp）也认为，新型核电只能完成减排的一小部分，"为了减少温室气体排放，我们将需要数百个新反应堆，这将增加核扩散的风险。快堆是核扩散的噩梦。"
快堆技术的商业化还有很长的路要走，而将其与低碳的“绑定营销”，前途未卜。
责任编辑：胡甄卿
校对：丁晓
快中子增殖反应堆是什么？
快中子增殖反应堆，是指吸收快中子产生裂变的一种反应堆。快中子增殖反应堆用的核燃料是钚-239，在堆芯周围有一层铀-238，在天然中的含量为99.28％，它本不是裂变元素，不能作为核原料，但在快中子反应堆中，铀-238吸收了钚-239裂变放出的中子后，跃身一变而成为新的钚-239。钚-239核比铀-235核裂变放出的中子多，加上快中子反应堆不需慢化剂，减少了中子被吸收的损失。
因此，裂变产生的中子除能维持裂变反应外，多余的中子被铀-238吸收，生成新的钚-239。
这就是说，快中子反应堆在使用核燃料的同时，还将热中子堆无法使用的铀-238变成了可利用的核燃料钚-239，而且生成的钚-239比用掉的还多，这叫增殖核燃料。由此可见，采用增殖反应堆的核电站能发出比用热中子反应堆的核电站多得多的电。
显然，一座快中子反应堆只要连续运行15～20年，就可以积累起足以装备与自身功率同样大的新反应堆所需要的核燃料，人们赞誉它为核燃料生产工厂。
快中子反应堆，不仅能够大大增殖核燃料，还有干净、热效率高等优点，目前，世界上许多国家都在积极发展快中子反应堆。
法国建造了“凤凰”快中子堆和“超凤凰”快中子堆，都采用了一体化的池式结构。
在埃及神话中，吉祥鸟凤凰每隔500年就会自焚，涅粲然后再复生。“凤凰涅架”就是这个道理，可以说法国人给快中子堆起的名字别有匠心，正符合这一反应堆的特点。
该反应堆容器是一个很大的不锈钢池子，直径22米，高10米，壁厚为35～50毫米，堆顶是3米厚的钢和混凝土做成的盖板，在这个钢池子里，除了堆心之外，还放人一回路钠泵、钠一钠热交换器，这就保证放射性钠不会离开反应堆容器。一回路钠由下而上经过核燃料，加热到545℃。然后，再进入钠-钠热交换器。
同时，在反应堆容器的外面，还包有一个同样厚度的钢容器。整个装置再装在1米厚的混凝土安全壳内，这样，是重重设防，保险加保险。
在1991年世界核电站统计表中，可以找到9座快中子堆核电站，但实际运行的只有4座，法国的“超凤凰”堆便是其中之一。
只是，快中子堆由于技术复杂，安全要求高，因而造价极高，投资约是压水堆核电站的5倍。
又如，俄罗斯现有四座快中子反应堆在运行，并正在建造80万千瓦功率的快中子反应堆。
日本原型快中子反应堆已于1994年建成，经济验证，快中子反应堆将于2004年建造。
人们预计，快中子反应堆将会成为未来能源舞台上的重要角色。
快中子增殖反应堆的快中子增殖反应堆简介
我国核能利用已进入商用阶段,目前已有9座核电反应堆机组在运行,总装机容量达到670万千瓦,主要堆型是压水堆。压水堆是热中子堆（或称慢中子堆），主要利用铀-235作为裂变燃料,而铀-235只占天然铀的0.7%左右。对压水堆来说，烧一次只能烧掉核燃料（即投入铀资源）的0.45%左右,剩下的99%还是烧不掉,其中主要是铀-238。
如果把快堆发展起来，将压水堆运行后产生的工业钚和未烧尽的铀-238作为快堆的燃料也进行如上的多次循环，由于它是增殖堆，裂变燃料实际不消耗，真正消耗的是铀-238,所以只有铀-238消耗完了,才不能继续循环。理论上，发展快堆能将铀资源的利用率提高到100%,但考虑到加工、处理中的损耗，一般来说可以达到60%～70%的利用率，是压水堆燃料一次通过的利用率的130～160倍。利用率提高了,贫铀矿也有开采价值,这样,从世界范围讲,铀资源的可采量将提高上千倍。