人類自從進(jìn)入工業(yè)社會之后，能源短缺就一直是一個困擾著社會發(fā)展的重要問題。
要知道，地球上的能源雖然多，但是只要人類不間斷的繁衍，那么總會有消耗殆盡的一天。
所以，如何實現(xiàn)能源的可持續(xù)利用就成為了一個擺在所有人面前的重要課題。如今，地球上的能源種類頗多，但是主要分為可再生能源和不可再生能源兩種。
而這其中，作為清潔且不可再生的核能，是很多國家一直都在大力研究、發(fā)展的。而印度引以為傲、甚至宣稱領(lǐng)先中國20年的“快堆”技術(shù)，就屬于核能領(lǐng)域！
要說核能的發(fā)展，我國與印度相比，那是絕對碾壓的態(tài)勢，可為何印度敢夸如此海口呢？這還得從“快堆”本身說起！
1938年，德國物理學(xué)家奧多·哈恩首次發(fā)現(xiàn)，用慢中子轟擊鈾核時，會出現(xiàn)原子核裂變的現(xiàn)象，從而分離出新的中子。而在這個過程中，會釋放出巨大的能量。
奧多·哈恩
通常來說，這種級別的能量釋放要么會造成巨大的殺傷和破壞，要么就會為人類所利用，成為一種全新的能源。
幸運的是，隨著科學(xué)的發(fā)展，以上所說的兩種可能都被人類所掌握。前者是眾所周知的核武器，而后者就是我們今天的主角——原子能。
原子能的應(yīng)用很廣泛，但是最為大眾所熟知的就是核電站。
由于核電站運行過程中幾乎不會產(chǎn)生二氧化碳，所以屬于絕對的清潔能源，而這也是其被推崇之至的原因所在。
但是，目前世界上尚在運行中的核電站絕大部分采用的都是“熱中子反應(yīng)堆”，這種反應(yīng)模式雖然最為簡單、容易掌握，可是卻有很大的弊端。
一般來說，熱中子反應(yīng)堆所使用的材料都是容易產(chǎn)生裂變的的鈾-235和钚-239。但是，天然的鈾礦中，鈾-235只占據(jù)0.7%，其余的99.3%全部都是不容易產(chǎn)生裂變的鈾-238。
如此一來，在核反應(yīng)的過程中不僅會造成巨大的浪費，還會產(chǎn)生許多具有強放射性的核廢料。
所以，這個令人頭疼的問題一直困擾著科學(xué)家們，直到“快堆”技術(shù)的出現(xiàn)。
其實，“快堆”技術(shù)的全稱是“快中子增殖反應(yīng)堆”，是一種快中子引起核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的堆形。
簡單來說，就是核反應(yīng)在進(jìn)行時，鈾-235產(chǎn)生裂變之后，分離出來的中子被鈾-238吸收，之后經(jīng)過兩次β衰變，就變成了可以產(chǎn)生裂變的钚-239。
因此，單從理論上來講，只要這個反應(yīng)模式一直進(jìn)行，那么直到鈾-238被徹底消耗完，反應(yīng)才會停止。
如此一來，反應(yīng)堆中的核燃料會隨著反應(yīng)越來越多，理論上的利用率可達(dá)到100%。
但是，由于加工過程中難免會有一些損耗，科學(xué)家們估計利用率能夠達(dá)到60%-70%。
可即便如此，這樣的利用率已經(jīng)是普通核電站的幾十倍了！
由此可見，“快堆”技術(shù)對于核能的發(fā)展確實是一種不可多得的核心手段。
但是，既然印度敢說在這項技術(shù)上領(lǐng)先中國20年，那他們的“快堆”技術(shù)究竟發(fā)展到了什么程度呢？
2017年，印度的卡爾帕卡姆原型快中子反應(yīng)堆運行投產(chǎn)，裝機容量達(dá)到了500MW。消息一出，立刻就引起了全世界的矚目。
其實，印度在很多人眼中都是落后的代名詞，奇葩的習(xí)俗、骯臟的街道、對女性毫不友善的社會等。
但是，我們必須要承認(rèn)，印度在某些行業(yè)中確實有著不同尋常的能力。而原子能的利用就是其中之一。
印度在原子能領(lǐng)域的相關(guān)研究已經(jīng)有30年的時間，可以說在如此長的時間跨度下，他們確實取得了很大的成就。
而原型快中子反應(yīng)堆就是其中之一。
印度之所以將“快堆”放在孟加拉灣的卡爾帕卡姆，主要原因還是因為印度“快堆技術(shù)”的與眾不同。
目前，世界上唯一投入商用且尚在運行的快中子反應(yīng)堆是前蘇聯(lián)時期投入運營的“別洛雅爾斯克BN600核電廠”，它是在1980年4月份投入運營的。
在安全運行的40年時間里，這座熱功率1470MW、電功率600WW的快堆一直源源不斷地為蘇聯(lián)（現(xiàn)俄羅斯）提供著清潔、穩(wěn)定的能量輸出，在俄羅斯乃至世界上都稱得上是新能源使用的典范。
但卡爾帕卡姆原型快堆卻與俄羅斯有所不同。俄羅斯是將鈾棒作為快堆的增值材料，而印度卻是將釷作為增值材料。
實際上，印度之所以在原子能的利用方面另辟蹊徑，主要是因為熱中子反應(yīng)堆對于鈾的消耗過大。
據(jù)統(tǒng)計，全球目前核電站的裝機總?cè)萘吭?.9億千瓦。
每年消耗的鈾礦高達(dá)6萬噸之多，但世界上已探明的鈾礦儲備只有459萬噸。
如此算來，即便是有了快堆技術(shù)，如果只有單一的鈾礦可用的話，那么也僅僅是一代人可用，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到人類追求的可持續(xù)的目標(biāo)。
而印度選擇將釷作為快堆反應(yīng)的增殖材料，主要是因為其自身就是世界第二大釷礦所有國，已探明的釷礦更是多達(dá)36萬噸。
而釷元素在快堆反應(yīng)中，釷-232在經(jīng)過兩次β衰變之后就變成了鈾-233，成為了可以完全裂變的元素。從而使核元素的利用效率得到了極大的提升。
印度本就是一個資源和能源極其匱乏的國家，所以快堆技術(shù)的運用，可以在很大程度上緩解這種尷尬的局面。
而這也是印度相關(guān)核物理學(xué)家敢大放厥詞的原因之所在！
那么，事實真的像印度所宣稱的那樣，在快堆技術(shù)方面，他們真的能過領(lǐng)先我國20年嗎？難道我國的原子能發(fā)展速度如此之慢嗎？
坦白地說，目前印度在原子能的快堆技術(shù)方面確實領(lǐng)先我國，但要說領(lǐng)先我國20年那絕對是夸大其詞。
要知道，我國關(guān)于原子能的相關(guān)研究很早就開始了。早在1986年，我國就已經(jīng)將“快堆技術(shù)”的開發(fā)列入了當(dāng)時的“863計劃。”
此后幾十年，在我國科學(xué)工作者的不懈努力下，也取得了許多重大的突破。
2005年，我國提出了快堆技術(shù)的“三步走戰(zhàn)略”，即快堆工程技術(shù)、實驗堆、商用實驗堆。
6年后的2011年，我國的快堆成功實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，而這也標(biāo)志著第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)技術(shù)實現(xiàn)了重大突破。
2017年，中國第二個快堆——中國示范性快堆在福建省霞浦縣宣布開工。
而這個快堆的設(shè)計的單機容量達(dá)到了60萬千瓦，預(yù)計2023年進(jìn)入開始運行。
其實，在世界各國認(rèn)識到核能的巨大作用后，都先后啟動了自己的快堆研究計劃。
由于我國很早就意識到了核能的優(yōu)勢，所在在該領(lǐng)域研究一直沒有中斷，最終成為了繼美、俄之后第8個擁有快堆技術(shù)的國家。
因為核能的清潔環(huán)保和安全高效，所以它在世界各國的心中占據(jù)的地位越來越重要。
然而，對于原子能領(lǐng)域的研究是一個巨大的課題，需要攻克的難關(guān)非常多。
盡管我國也花費了幾十年時間對其進(jìn)行不懈的探索，但是與其他發(fā)達(dá)國家相比，還存在一定的差距。
但是，這個差距并不大，據(jù)中國原子能科學(xué)研究院總經(jīng)理張東輝表示：我國已經(jīng)掌握了快堆的絕大多數(shù)核心技術(shù)，也形成了基本的配套工業(yè)體系。
所以，我們可以斷言，在將來的世界中，中國絕對會成為快堆技術(shù)研究的第一梯隊。
其實，中國作為世界上第8個掌握快堆技術(shù)的國家，在原子能利用方面是有很深厚的技術(shù)儲備的。
之所以發(fā)展速度沒有印度那么快，實際上是受到了很多方面的因素限制。
而這其中，主要包括中國的能源結(jié)構(gòu)、原子能材料的儲量以及安全等問題。
眾所周知，中國歷史悠久，但是在幾千年的發(fā)展史中，能源的結(jié)構(gòu)一直比較單一，而這種狀況直到近代以來才有所改善。
但是由于中國人口基數(shù)大，再加上城鄉(xiāng)有別，所以很大程度上受到了生活習(xí)慣的影響，對于污染性較大的煤炭一直比較依賴。
因為我國煤炭資源的儲量在全世界都數(shù)一數(shù)二，致使煤電占據(jù)了能源總數(shù)中的大頭。
而印度的能源結(jié)構(gòu)與我國大不相同，由于他們沒有像我國那樣的煤炭儲備，所以對于尋找新的、替代性能源就格外的重視。
而快堆技術(shù)的實際應(yīng)用，使資源匱乏的印度找到了一條可以大大緩解其國內(nèi)能源窘境的捷徑，所以其集中力量大力發(fā)展，能夠在較短的時間內(nèi)取得不錯的進(jìn)展也就在情理之中了！
除此之外，上文說到，印度之所以會將原型快中子反應(yīng)堆建設(shè)在卡爾帕卡姆，最主要的原因就是其有豐富的釷資源作為后備支撐。
要知道，原子能是一種新型、現(xiàn)代的清潔能源，它可以在保證環(huán)保和安全的前提下為人類社會的發(fā)展提供源源不斷的能源，但是，這要在保證快中子反應(yīng)堆中有充足的燃料的情況下才能夠進(jìn)行。
而釷資源占據(jù)全世界26%的印度，在這方面可以說是有著得天獨厚的條件。
因此，在釷資源充足的情況下，他們可以馬力全開地進(jìn)行各種實驗，從而提高快堆技術(shù)的研究速度。
但中國雖然在該項領(lǐng)域起步較早，可是由于我國在快堆技術(shù)取得成效之前，與世界其他國家一樣，在原子能利用方面，采用的也是極其普遍的熱中子反應(yīng)堆。
因此，對能夠產(chǎn)生裂變反應(yīng)的鈾-235需求量巨大，可是我國雖然在鈾礦的儲量方面排名靠前，但據(jù)權(quán)威部門統(tǒng)計和預(yù)測，可以實用的天然鈾礦總量也僅止10萬噸左右。
這樣的儲量雖然在當(dāng)下并不會有資源枯竭的現(xiàn)象發(fā)生，
但是在國家提倡可持續(xù)發(fā)展的大背景下，如果在沒有一個切實可靠的辦法之前就不顧損耗的盲目為了取得研究成果而對資源進(jìn)行肆意的損耗和浪費，明顯是不利于社會長久發(fā)展的。
基于此，中國在快堆技術(shù)的研究過程中，是在不斷地尋求技術(shù)發(fā)展與資源合理使用之間的平衡點的。
只有二者得到兼顧，才能夠物盡其用。
另外，原子能的利用，通常都存在著一定的風(fēng)險。所以，在很多人眼中，原子能的運用，每一步都需要慎之又慎。
甚至，如果不是因為原子能的開發(fā)能夠為人類社會帶來意想不到的好處，人類根本就不會去冒險。
雖然原子能與原子彈并不是一回事，但是在很多人看來，一旦原子能的利用超出了人類的掌控，那么造成的后果同樣是不可預(yù)料的。
要知道，幾十年前前蘇聯(lián)的切爾諾貝利核電站事故與幾十年后的日本福島核泄漏事故，都為人類社會帶來了難以撫平的傷疤。
正是基于這些原因，地大物博的中國才在原子能領(lǐng)域的研究格外謹(jǐn)慎。我們寧肯將速度放慢，也不愿意為了追求一時的利益，在技術(shù)不成熟的情況下盲目地將之投放市場。
如果真的因為這個原因造成了極其嚴(yán)重的后果，那絕對是得不償失的。
可中國的顧忌和謹(jǐn)慎，在印度看來，就不是什么大問題。印度向來喜歡夸夸其談，但每每不盡人意的結(jié)果總是啪啪打臉。
所以，中國與印度在快堆技術(shù)上的差距并不是難以逾越的天塹，反而是我國的國情決定，它讓我們明白，我們國家將來一定是快堆技術(shù)研究領(lǐng)域的佼佼者。
只是當(dāng)下，我們國家的能源結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)正向著多元化的方向發(fā)展，在這個過程中，我們對于風(fēng)力、地?zé)帷⒊毕忍烊荒茉吹倪\用逐漸成熟，而它們也都恰好在很大程度上彌補了煤電的不足。
所以，印度或許在快堆技術(shù)方面略強與我們，但是其宣稱領(lǐng)先我們20年的說法，絕對是無稽之談。
未來，人類社會的能源結(jié)構(gòu)必定會向著更加科學(xué)和環(huán)保的方向推進(jìn)，快堆技術(shù)也會成為我們國家實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的有效手段。
盡管在當(dāng)下我們?nèi)耘c一些發(fā)達(dá)國家在快堆技術(shù)方面存在一些差距，但是隨著時間的推移，我們一定能夠?qū)⑦@個差距彌補并超越他們！
