(1)利用中子核反應使不可裂變的核轉化為可裂變核,並在係統中形成一個穩定的可裂變核供應儲備。
(2)利用化學分離流程,提取高放射性廢液中的MA及PP,回送到係統中,在一定條件下,MA成為附加的能量供應資源,而PP則吸收中子而嬗變成為穩定核或短壽命核,即所謂的分離一嬗變(P-T)法。
核科技界認為最有前途的放射性“潔淨”核能係統將由中能強流質子加速器(1-1.5吉電子伏,數十毫安或更高流強)與次臨界裝置(熱中子或快中子)相耦合,結合“原址”放射化學分離流程(在廠區就近處置,避免與外界環境接觸)所構成,一般文獻中稱之為ADS(加速器驅動次臨界裝置)。它由中能質子在重核上散裂反應產生的“外源”中子,使次臨界裝置起動,在把非裂變核轉換為裂變核的過程中,一方麵倍增中子、輸出能量,一方麵留一定的中子貯備,以嬗變自生的或輸入的MA或PP。次臨界裝置的臨界係數0.95左右,係統靠“外源”中子啟動,因此原則上當加速器停止運行時,次臨界裝置即“熄火”,無臨界事故問題。向這個係統輸入的主要是天然鈾等非裂變裝料,輸出的是電能及短壽命低放射性廢物。加速器所耗電能占係統所產生電能的一小部分。次臨界裝置中所產生的MA及PP經“原址”放射化學分離後,在適當的條件下,在係統中被嬗變,因此沒有向生物圈擴散的問題。如果設計適當,這個係統可運行相當長的時間(例如5-10年)而不必換料,因此該係統可有高的負荷因子。
中國已建成具有世界水平的北京正負電子對撞機、蘭州重離子加速器和合肥國家同步輻射實驗室三種粒子加速器,因此要建立中能流強質子加速器是具備足夠技術力量的。
當然,放射性“潔淨”核能係統還有些問題尚待繼續研究。
下麵再略述一下聚變堆問題。
俄羅斯等地的受控熱核反應堆沒有一個取得成功,有的科學家甚至提出出有的熱核反應裝置根本不可能在短期內實現持續產生聚變能的目標。有鑒於此,美,國國會1996年將用於核聚變研究的撥款減少了33%,美國核聚變專家小組根據資金情況建議,關閉耗資10億美元的普林斯頓反應堆,把有限的經費投入計劃中的國際熱核實驗反應堆中去。這個由美、俄、日和歐洲主要國家共同投入資金和技術建造的核聚變反應堆計劃將在2050年建成,核聚變科學界將它看成是世界核聚變研究取得突破的新希望。
由於國際熱核實驗反應堆還隻是紙上談兵,所以普林斯頓反應堆的關閉表明人類50年的核聚變能夢想將麵臨一個“無法預知的未來”。
俄羅斯著名理論物理學家、核能部長米哈伊洛夫認為,核能技術的成功來自其課題的具體和目標的明確,而核聚變能源技術問題“總是模模糊糊”。他認為,核聚變能源將來肯定會出現,“但隻有到22世紀才會出現”。
不過,米哈伊洛夫的這一看法和國際熱核實驗堆計劃大相徑庭。按照該計劃委員會1996年夏天聖彼得堡會議的決定,1997年要確定這個實驗堆的選址問題,2008年實驗堆將建成,並開始運轉,再過十幾年將建設商業堆。擔任該委員會主席的俄羅斯權威核物理學家、俄羅斯科學院前副院長維利霍夫1996年也曾再次預言,再過30-40年核聚變能源將成為現實。
無論如何,這項工作是要持之以恒開展下去的,因為它是解決人類未來能源的希望。
在中國,環流器實驗技術實驗室在核工業西南物理研究院於1997年通過了中國核工業總公司主持的驗收。從而,中國第一個受控核聚變研究重點實驗室即告建成。
核工業西南物理研究院1984年建成中國環流器一號,1995年建成中國環流器新一號以來,開展了大量研究工作,取得了大批科研成果。其等離子體電流、等離子體密度及溫度、放電持續時間等參數,以及等離子體診斷技術、數據采集與處理能力和等離子體輔助加熱技術等方麵的綜合能力均處於國際同類型同規模裝置的先進行列。