一项新研究详细介绍了科学家如何通过轻水冷却开发高钚养殖的概念核反应堆设计，这可能有助于发达国家满足能源需求的增长速度。

奥卡教授的研究团队成功地开发了世界上第一次通过轻水冷却进行高钚养殖的概念核反应堆设计。他设计了一种新的燃料组件，其中燃料棒紧密堆积，用于将反应堆冷却剂减少到燃料体积分数以进行高繁殖。通过计算分析，他成功地通过轻水冷却进行了高钚养殖。该研究将开辟基于成熟的轻水冷却技术的和平利用核能的快堆和核燃料循环商业化的方式。

介绍

快速增殖反应堆（FBR）产生的裂变材料比消耗更多，同时产生电力。这是“核电的梦想”。FBR开发的主线是液态金属冷却快中子增殖反应堆（LMFBR）。然而，由于使用液体钠作为冷却剂，工厂的复杂性尚未商业化。

通过轻水冷却的高钚养殖已经研究了很多年，但尚未实现。核电厂和化石燃料发电厂使用水作为冷却剂。基于水冷却技术的经验，开发快速增殖反应堆是很好的。

核燃料循环和快中子增殖反应堆的商业化对于减少轻水反应堆（LWR）的废核燃料量以及有效利用铀资源非常重要。许多发展中国家正在进行核电利用。发达国家废核燃料后处理的商业化加强了世界核安全。

自1970年以来，在日本的研究机构和工业中已经研究了高转化轻水反应堆多年。通过降低缓和沸水反应堆（RMWR）的双轴非均质核心的概念设计研究报告了最高的育种特征。然而，复合系统倍增时间（CSDT）约为245年。它比LMFBR长得多。

新概念

育种特性随着水与燃料体积比的降低而增加。RMWR采用紧密燃料格，燃料棒之间的间隙较窄。为了进一步降低水与燃料的体积分数，设计了一种紧密堆积的燃料棒的新燃料组件。新的燃料组件及其由三个燃料棒组成的燃料格构如图1所示。冷却剂流过燃料格栅的中心孔。燃料棒的完整性或密封性保持为传统的燃料棒，其中燃料包壳管的两端由端塞焊接。

通过计算方法对具有新燃料组件的核心进行反应器设计。图2中燃料组件的核心布局获得了最高的育种特征。表1给出了特征与RMWR的比较。复合系统倍增时间为43年。它远远低于RMWR，245年。

育种特点的目标

能源需求随着国内生产总值（GDP）的增加而增加。经合组织七个发达国家的国内生产总值增长率在10年内每年增长1.4％。随着这种增长率，GDP在50年内变为双倍，而能源需求也是如此。表1的育种特征是43年，短于50年。这意味着新型燃料组件的快速增殖反应堆符合发达国家能源需求增长的目标。未来的研究和开发项目

反应堆设计的沸水反应堆（BWR）条件，安全设计和评估，新燃料组件的开发包括测试，示范与原型反应堆。

社会影响

采用水冷技术的高繁殖将为核燃料循环和快速增殖反应堆的商业化开辟道路。它使得减少LWR废燃料的数量成为可能，加强了发展中国家和平利用核电的部署和安全。