基本介紹
- 中文名：快滋生反應器
- 外文名：Fast breeder reactor
- 別稱：快中子滋生反應器
- 用途：自行製造核燃料
原理,現狀,
原理
核燃料進行裂變反應時，每次的裂變會產生2到3箇中子，如果反應器沒有使用緩和劑（減速劑），則大部份的核裂變都將由快中子所誘發，這類的反應器就稱為快中子反應器。快中子有的會逃出核心、被其它材料吸收或被燃料本身吸收，若能有至少一個中子能再誘發分裂，核反應就能持續下去。而在反應器中，可裂材料一方面因耗分裂而消耗，另一方面卻因可孕材料捕獲中子變為可裂材料而增加，若增加的速度快過消耗的速度，這種反應器就稱為滋生反應器。
可孕材料可由高速中子誘發分裂，但低速中子和熱中子則不行，另外可孕材料分裂後產生的高速中子，容易與原子核發生非彈性碰撞而使能量降低到不足以誘發其它分裂，因此燃料里仍然需要足夠的可裂材料，故快滋生反應器的可裂材料濃度較一般商用反應器要高。反應器要達到滋生的目的，一方面必須有效利用中子，由於快中子反應器的中子泄逸比例較大，因此多在反應器外圍包上一層由可孕材料組成的圍包（blanker），以捕獲由核心泄逸出來的中子。
另一方面，需儘量增加每箇中子誘發分裂而釋放出來的中子數（稱為η值），理論上至少要達到2，若中子沒有消耗，則其中一個用於誘發下一個核分裂，另一個則被可孕材料吸收，這樣可裂材料增加的速度才能剛好等於消耗速度，由此可知滋生反應器的η值必須大於2。以鈾-235、鈽-239和鈾-233等做為可裂材料的η值，在快中子反應器中分別為2.10、2.45和2.31，且鈾-238也是含量最多的鈾同位素，故以鈽-239為可裂材料，以鈾-238為可孕材料的，用做快滋生反應器的潛力最大。
原理圖現狀
由於是將原本不足以進行連鎖反應的材料變成可以使用的材料，利用快滋生反應器，可使鈾燃料的利用率較原先增加50倍，對於核燃料有限的問題有很大的幫助。但是在核反應器中製造更多的燃料是有風險的，製造出來的鈽可能會促進核子增生反應，同時提煉鈽必須進行的燃料再制，會產生放射性廢料，可能造成大量放射線外泄，加上能用於製造核燃料，可能被用於製造核武器所需，在限制核武問題上亦有疑慮。
因此前美國總統卡特於1977年禁止在美國進行這類再制，目前美國、英國、法國和德國都已停用這類反應器，只有印度、俄羅斯、日本和中國等國家仍有使用計畫。而日本設於茨城縣東海村的快速滋生反應爐“文殊”於1995年發生液態鈉泄漏事故後暫停運作。
