这不是一次科学报道，而是成功的营销宣传。科学允许失败，但国家经不起太多的投资失败。

　　本文授权转自赛先生，特表感谢！

　　撰文

　　雷奕安（北大物理学院副教授）

　　前不久，网络和朋友圈被一条消息刷屏，称中国在核能应用技术上取得重大突破，并且“太过先进，无法展示”。这项技术叫做加速器驱动次临界系统（ADS），我以前关注过，利弊略有了解，知道它还很不成熟，离实际应用很远。刚看到这条消息的第一反应是，又有人搞笑了吧？仔细看过消息和诸多评论之后，感觉非常不舒服，不吐不快。

　　先简单介绍一些相关概念：

　　加速器驱动次临界系统（ADS）

　　目前说到核能一般是裂变核能。只要有中子，就能诱发裂变（自发裂变的可能性很低）。一般反应堆依靠自己裂变产生的中子临界运行，依靠控制裂变燃料的浓度，几何形状等，保证用掉一个中子正好产生出一个可以再次引起裂变的中子。如果不小心多了一点，中子就会越来越多，导致反应失控，这就是超临界。一般还利用温度高低、气泡多少、控制棒等控制链式反应。但一般临界到超临界的余量很小。次临界系统就是不到临界状态运行，一次裂变产生的有效下一代中子数少于1，能够保证反应堆不超临界。但这样，裂变反应无法自持，因此需要一个比较大的中子源提供第一代中子。加速器产生的高能质子打到重的原子核上，能把核内的很多中子打出来。这些中子能量高，诱发裂变能力强。这就是加速器驱动次临界系统的概念。

　　ADS的优点是第一是次临界，第二是中子能量高，比快堆里的中子还快。快堆能做的事情它都能做，而且做得更好，比如燃烧超铀元素（核废料中最讨厌的那部分），增殖（生产更多核燃料）等。缺点是技术复杂，发电需要的加速器还做不出来，还有一些技术也不知道能不能实现。里面的反应过程远比普通的水堆快堆复杂，基本的理论和实验都还有很多欠缺。

　　启明星1号、2号

　　启明星1号是原子能院研制的，在次临界条件下，一个测不同核燃料构形下中子倍增率的一个装置，2005年建成。同类装置国际上是上世纪四五十年代的重要研究内容，是中子学研究的基础实验装置。

　　启明星2号没有公开技术信息。我推测是像法国/比利时2009年做的那样，实现了高通量聚变中子源与次临界堆芯的耦合，但从报道上看不出来。推测的理由是，该装置是原子能院和近代物理所联合研制的，原子能院会做堆芯，近代物理所会做加速器。

　　嬗变

　　嬗变是导致原子核种类发生变化的核反应。

　　核能应用中，特指将长寿命高放射性核废料（超铀元素）裂变掉，变成短寿命放射性元素的反应。

　　ADS中的高能中子能够使超铀元素裂变。因此，嬗变超铀元素是ADS的主要应用领域之一。

　　但是实际应用起来并没有想象的那么好。一是这种燃烧并不干净，只能减少并不能消灭超铀元素。如果直接在乏燃料中使用的话，甚至不能减少，因为还会同时生成超铀元素。如果将乏燃料中的超铀元素提取出来，那么需要极其昂贵和风险巨大的后处理，还不能完全分离。

　　那么ADS究竟前途如何呢？

　　自上世纪90年代以来，美国的科学家就在倡导ADS概念。欧洲、日本、印度、中国都产生了兴趣。2010年，美国能源部邀请当时相关领域的多国专家对该方案进行了评估，评估报告形成了一份白皮书。白皮书详细介绍了ADS的概念、相关技术和前景。主要成果是对不同应用场合下，相关各种技术的成熟度进行了仔细的评估。应用场合包括嬗变示范，工业嬗变，和发电。评估结果如下，其中绿色表示可行，黄色表示“可能可以，但是需要进一步的分析或者示范”，红色表示“需要进一步研究”，也就是现在还不行。

　　白皮书措辞和结论都偏向于推进ADS的研究。但美国政府评估之后，并没有启动任何专门的ADS计划，只有与ADS概念相关的一些研究，是原来就在进行的，并不是专门为ADS启动的，如超导射频加速、散裂中子源、费米实验室的Project-X等，仍然在做。日本与美国类似，感兴趣，有相关研究，但是没有专门的项目。印度的兴趣主要在将ADS应用于他们核能三步走战略中，同样也没有直接的专门计划。俄罗斯比较早就对ADS感兴趣，并做了一些基础研究。