如果核电站产生的高放射性核废料能够推动能源部门的循环经济，那会怎样？

运行在封闭燃料循环中的快中子反应堆可以实现这一点。快中子反应堆使用未经减速剂（如水）减速的中子来维持裂变链式反应，相较于现有的热中子反应堆具有优势。当快中子反应堆在完全封闭的燃料循环中运行时，即核燃料被回收再利用，它们有可能从相同数量的天然铀中提取出比热中子反应堆多60至70倍的能量，从而大大减少高放射性废物的数量。

各国正越来越多地寻找回收如乏燃料等资源的方式，以清洁地为经济提供动力。

“当在封闭燃料循环中使用快中子反应堆时，一公斤核废料可以被多次回收，直到所有的铀都被使用，并且那些仍然会放射几千年之久的锕系元素也被燃烧殆尽。最终剩下的大约是30克的废物，其放射性将持续200至300年，”国际原子能机构副总干事兼核能部主任米哈伊尔·丘达科夫说。

快中子反应堆是核能早期部署的首批技术之一，当时人们认为铀资源很稀缺。然而，随着技术和材料挑战阻碍了发展，以及发现了新的铀矿藏，轻水反应堆成为了行业标准。但是，包括小型模块化反应堆（SMRs）和微反应堆（MRs）在内，多个国家正在推进快中子反应堆技术。

目前，有五个快中子反应堆在运行：俄罗斯联邦的两个运行中的反应堆（BN-600和BN-800）和一个试验反应堆（BOR-60），印度的快速增殖试验反应堆，以及中国的实验快中子反应堆。欧洲联盟、日本、美利坚合众国、英国和其他国家都有针对各种目标和功能的快中子反应堆项目正在进行中，包括小型模块化反应堆和微反应堆。

对于一些国家来说，在完全封闭的燃料循环中运行快中子反应堆被视为确保核能长期可持续性的途径。

俄罗斯正在谢韦尔斯克建设的示范能源综合体项目，将汇集一个铅冷却的BREST-OD-300快中子反应堆、一个燃料制造和再制造工厂，以及一个用于处理混合氮化物铀-钚乏燃料的工厂。还将建设一个深层地质废物储存库。这个试点项目的重要性不仅在于展示新燃料的制造、辐照和回收过程，而且所有这些过程都在一个地点进行。

“将整个封闭燃料循环过程放在一个地点进行，对核安全、安保和保障措施都有好处，”国际原子能机构核燃料循环技术负责人安帕罗·冈萨雷斯·埃斯帕尔特罗说。“从经济角度来看也更有意义，因为核废料和材料不需要在地点之间移动——就像目前一些国家所做的那样——从而最大限度地减少了运输和物流挑战。”

在任何规模上运行封闭的燃料循环都需要快中子反应堆以及用于再处理和回收的基础设施。除了其他原因外，经济和保障措施使得每个国家都建立再处理设施变得困难。为了降低成本，再处理设施为其他国家提供服务，或者国家之间共享设施。

俄罗斯还计划在2035年后部署下一代1200兆瓦（电）的快中子反应堆，作为与轻水反应堆并行的自给自足系统的一部分。借助快中子反应堆，热反应堆的乏燃料将被再处理和再利用，产生的最终废物足迹比常规核燃料循环小十倍。

其他国家也在推进相关项目。中国正在福建省霞浦县建造两个钠冷却的快中子反应堆（CFR-600）。第一座机组正在调试中，预计将于2024年并网发电。

在美国，由微软联合创始人比尔·盖茨支持的快中子反应堆项目正在开发中；尽管美国正在重新努力开展封闭的核燃料循环工作，并利用其现有的核废料来开发自己的燃料供应，但该项目不会在封闭的燃料循环中运行。在欧洲，比利时的MYRRHA项目旨在到2036年建造一个铅铋冷却的加速器驱动系统，以测试其分解次锕系元素的能力，作为未来完全封闭的燃料循环的一部分。

“各国正越来越多地寻求回收乏核燃料等资源的方式，以清洁地为经济提供动力，”国际原子能机构快中子反应堆技术发展团队负责人弗拉基米尔·克里文采夫说。“这一趋势出现在材料科学、反应堆物理和工程技术创新已经导致更好的设计、增强的安全特性以及降低建设和运营成本的时候，这改善了由快中子反应堆驱动的核电站的经济性。”

国际原子能机构在通过协调研究项目、技术出版物、技术工作组和会议分享信息和经验方面，对支持快中子反应堆的开发和部署起着关键作用。国际原子能机构的创新核反应堆和燃料循环国际项目也通过支持各国在规划和协作方面的努力，帮助推动快中子反应堆及相关核燃料循环的发展。