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印度卡尔帕卡姆的50万千瓦原型快中子增殖堆于2026年4月6日晚8时25分首次临界,开启霍米·巴巴三阶段核计划的第二阶段
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印度卡尔帕卡姆的50万千瓦原型快中子增殖堆于2026年4月6日晚8时25分首次临界,开启霍米·巴巴三阶段核计划的第二阶段

插图:tuput

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卡尔帕卡姆的50万千瓦电功率反应堆,在核监管机构批准后,于2026年4月6日晚8时25分开始自持链式反应。它的设计是增殖出比燃烧掉的更多的燃料,使用从印度早期反应堆中回收的钚,原子能部把它算作三阶段计划第二阶段的开始。

· · 1 分钟阅读

据原子能部(DAE)4月7日发布的一份稿件,泰米尔纳德邦卡尔帕卡姆的原型快中子增殖堆(PFBR)于2026年4月6日晚8时25分首次临界。临界是核链式反应能够自行维持的那一点,裂变产生的中子与损失的中子相当,这是新闻信息局(PIB)在其背景材料中的定义。该反应堆额定功率为500 MWe,即50万千瓦电功率。英迪拉·甘地原子研究中心(IGCAR)研发了它的技术,原子能部下属的公共部门公司Bharatiya Nabhikiya Vidyut Nigam Limited(BHAVINI)负责建造和调试。发布稿说,它主要采用本土技术和部件制成。

原子能部说,核安全监管机构原子能监管委员会(AERB)在审查了厂内各系统的安全之后,发出了批准。PIB称,印度已进入最初由霍米·巴巴构想的三阶段计划的第二阶段,并说一旦这座反应堆全面运行,印度将成为继俄罗斯之后第二个运营商用快中子增殖堆的国家。

快中子增殖堆做了别的反应堆不做的什么

大多数动力堆使用慢化剂,也就是水这样的材料,它让中子慢下来,以便有效地分裂铀235原子。据世界核协会(WNA),快堆没有慢化剂,只靠快中子。它用液态金属冷却,通常是钠,WNA说快堆在接近大气压的条件下运行,温度约为500至550摄氏度。

PFBR的堆芯使用混合氧化物(MOX)燃料,即铀和钚氧化物的混合物。PIB说,钚是对印度加压重水堆的乏燃料进行后处理而回收的。堆芯外围包着一层铀238。原子能部说,快中子把这层材料转化为钚239,所以这座反应堆生产的燃料比消耗的多。

WNA给出的普通反应堆转换比约为0.6,并说快堆可能超过1.0。它补充说,快堆对铀的利用效率可以高出约60倍,而只有在铀价相当高、或者目的是焚烧长寿命废料的情况下,这才能抵得上建造和后处理的额外成本。

钠需要小心处理。WNA说,设计必须防止化学反应,尤其是钠与水之间的。日本的文殊(Monju)反应堆1995年二回路冷却系统漏出约三吨钠,泄漏起了火。文殊停堆将近15年,日本在2016年12月决定将其退役。

印度的反应堆在世界快堆中处于什么位置

WNA说,俄罗斯的BN-600自1980年起向电网供电,BN-800于2022年9月开始以全MOX堆芯运行。它列出了中国在霞浦的60万千瓦电功率CFR-600,该堆于2017年12月开工。它还记录说,美国在1994年关闭了EBR-II快堆,法国出于政治原因在1998年关闭了超凤凰(Superphenix),到20世纪80年代,快堆在商业上已无法与轻水堆竞争。

印度为什么要建一座:钍的算术

印度核电公司(NPCIL)说,原子能部的三阶段计划由巴巴制定,旨在利用印度有限的铀和丰富的钍储量,把两个燃料循环连接起来。第一阶段是以天然铀为燃料的加压重水堆,其乏燃料经后处理取得钚。第二阶段是以这些钚为燃料的快中子增殖堆,同时从钍中增殖出铀233。第三阶段是使用铀233和钍的反应堆。巴巴的生平和这项计划的各个日期,见霍米·巴巴与印度原子能计划。

WNA给出印度合理确定的钍资源为31.9万吨,约占世界总量的13%。钍232不能直接使用。在PFBR的设计中,它要放在外围层里,转变为铀233,也就是第三阶段的燃料,原子能部的发布稿只说这座反应堆的设计是“最终”使用它。《世界核新闻》2024年8月1日的一篇报道说,第一个堆芯带的是铀238外围层,后续计划换用铀和钍的外围层。

从2003年到2026年的漫长道路

IGCAR的第一座钠冷快堆,卡尔帕卡姆的快中子增殖试验堆,于1985年首次临界。IGCAR在2025年10月18日有一场活动,纪念此后的40年,《Dinamalar》报道说,该试验堆的额定功率为40 MWt(兆瓦热功率),即13.6 MWe,堆芯为钚铀混合碳化物。

政府在2003年批准了BHAVINI。R. 拉马钱德兰(R. Ramachandran)2020年在《The Wire》撰文,记录说PFBR项目于2003年9月获批,预算349.2亿卢比(Rs 3,492 crore),要求在2010年9月前完工。WNA说,监管机构在2002年批准了建设,2004年开工。

日期后来一再变动。拉马钱德兰报道,2012年4月修订后的预算为567.7亿卢比(Rs 5,677 crore),完工期限为2014年9月。他写道,BHAVINI给出的延误原因有海啸损害、材料和人工成本上涨、设计变更和税收。据PTI 2021年12月15日报道的一份人民院书面答复,政府说2021年已批准684亿卢比(Rs 6,840 crore)的修订完工成本,目标是2022年10月。研究机构国际裂变材料小组(IPFM)报告说,议会常设委员会在2026年把造价定为818.1亿卢比(Rs 8,181 crore)。

据PTI报道,堆芯装料于2024年3月4日开始,总理到场。当天的官方声明说,包括中小企业在内的200多家印度工业企业为这座反应堆作出了贡献。随后,AERB允许了首次接近临界,其中包括装入燃料和开始低功率物理实验,其声明日期是2024年7月27日。

2025年8月5日,原子能部长在人民院的一份书面答复中说,延误“主要是由于”集成调试中发现的“首创性技术问题”。IPFM补充说,2025年4月,原子能部官员对一个议会委员会说,预计2026年3月首次临界,工厂将在2026年9月建成。临界发生在4月的第一周。

首次临界意味着什么,不意味着什么

PIB把临界描述为从建设转向运行,是迈向产生热量并最终发电的第一步。原子能部的发布稿没有给出并网、商业运行或在外围层使用钍的时间表。PIB的背景材料也没有。

据PIB,这座反应堆的乏燃料要经过后处理再循环使用。这需要一座单独的工厂,即快堆燃料循环设施,2021年12月的一份人民院答复说,截至2021年11月30日,它的财务进度为32%,预计2027年12月完工。IPFM在2026年4月7日报道,议会委员会说该设施原定2014年,预计在2029年12月。

对延误意味着什么,评估各不相同。IPFM称这座反应堆比计划晚了15年以上,并把延误和成本增长视为别处快堆的典型情形。观察家研究基金会的普拉蒂克·特里帕蒂(Prateek Tripathi)在2024年10月写道,其资本成本和每度电成本与其他核电站和常规电站相当,商用快堆可能还要几十年,他引用的是2019年原子能部的一份声明。

接下来是什么

2021年12月的人民院答复说,已拨款25亿卢比(Rs 250 crore)用于在卡尔帕卡姆另建两座快中子增殖堆FBR-1和FBR-2的前期工作,IGCAR正利用PFBR调试的反馈进行详细设计,截至当时尚未获批。WNA把卡尔帕卡姆另外两台50万千瓦电功率的机组列为已宣布。

PIB给出印度的核电装机容量截至2026年4月7日为8.78 GW,并说核电站在2024至2025年发电566.81亿度(56,681 million units),占总发电量的3.1%。它预测到2031至2032年将达到22.38 GW,并引用了2025至2026年度联邦预算中宣布的核能使命,目标是到2047年达到100 GW。核电与太阳能和水电并列的位置,见印度的非化石电力装机。

截至2025年8月5日的人民院答复,第三阶段的反应堆尚未建成,部长在答复中说,先进重水堆处于设计验证阶段,尚未正式启动,熔盐堆则处于概念验证工作之中。

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资料来源与延伸阅读

  1. Department of Atomic Energy: Prototype Fast Breeder Reactor at Kalpakkam, Tamil Nadu attains First Criticality (published 7 April 2026)
  2. Press Information Bureau backgrounder: A New Chapter in India's Nuclear Journey (7 April 2026)
  3. Nuclear Power Corporation of India Limited: FAQ on the three-stage programme
  4. World Nuclear News: Indian regulator approves FBR fuel loading (1 August 2024)
  5. World Nuclear News: PFBR's first-of-a-kind issues 'being solved systematically' (5 August 2025)
  6. PTI via The Week: Lok Sabha written reply on the PFBR, Kudankulam and the fast reactor fuel cycle facility (15 December 2021)
  7. PTI via The Week: PM witnesses core loading at prototype fast breeder reactor at Kalpakkam (4 March 2024)
  8. World Nuclear Association: Nuclear Power in India (country profile)
  9. World Nuclear Association: Fast Neutron Reactors
  10. The Wire Science: R. Ramachandran, India's First Prototype Fast Breeder Reactor Has a New Deadline. Should We Trust It? (20 August 2020)
  11. International Panel on Fissile Materials: India's Prototype Fast Breeder Reactor reaches criticality, over 15 years behind schedule (7 April 2026)
  12. International Panel on Fissile Materials: Another delay for India's Prototype Fast Breeder Reactor (7 August 2025)
  13. Observer Research Foundation: Prateek Tripathi, The Prototype Fast Breeder Reactor and India's pursuit for energy security (5 October 2024)
  14. Dinamalar: IGCAR marks 40 years of Fast Breeder Test Reactor's first criticality (18 October 2025)

本文在 AI 工具协助下研究与撰写,并经编辑核实。仅供一般参考与讨论,不构成专业建议。请参阅我们的编辑准则与免责声明。发现错误?告诉我们。

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