為什麼說鈾235可能會用完？

在反應堆當中消耗的是天然鈾中的鈾235，以及鈾238少量吸收中子後轉化而來的鈈239。鈾235是唯一天然存在的易裂變核素，天然鈾當中的鈾235隻有0.711%，其餘的鈾238被稱為可轉換材料。而反應堆當中消耗鈾235同時能轉化的鈈239之間原子數量的比例稱為轉換比。在壓水堆或沸水堆當中，轉換比約0.6，重水堆（比如CANDU），轉化比為0.8，所以在這兩類反應堆當中，天然鈾資源利用率是很低的，不到1%。在快堆中轉換比可以大於1，此時稱增殖比。

由於壓水堆需要鈾濃縮，部分鈾235分配在尾料中，計算濃縮損失和乏燃料中的鈾和鈈損失，實際消耗了天然鈾的0.6%，如果將乏燃料中的鈈製成MOX燃料返回使用，可以使利用率增加20%~30%。但MOX燃料在壓水堆中只能回用一次，其後質量會大幅度下降。重水堆的天然鈾利用率相當於壓水堆的1.38倍，但乏燃料由於可裂變核素很少，目前沒有回收價值。也就是說熱中子堆的天然鈾利用率很難超過1%，只有在增殖堆當中，才可能從0.711%鈾235出發利用餘下的鈾238，當然考慮燃料循環中的損失，大致最終可以利用天然鈾的50%~60%。

此外也可以利用釷（釷232）作為可轉換材料，吸收中子衰變轉化為易裂變的鈾233，鈾233—釷的燃料循環有可能在某些熱中子堆（重水堆和高溫氣冷堆）當中實現幾乎等於1的轉換比，但釷燃料循環的啟動依然需要易裂變核素，並且較鈾-鈈燃料循環來講在燃料循環周期、後處理方面困難更大。釷同樣也可以在快堆中增殖，但相比鈈，在快堆中使用沒有優勢，更適合快堆增殖熱堆使用的設想。

至於天然鈾資源，目前世界鈾資源探明儲量為709.66萬t鈾（價格低於260美元/kgU），價格低於130美元/kgU的廉價鈾資源約為530萬噸，另有預測的300萬噸常規鈾資源儲量，預測的非常規鈾資源約3000萬噸（來自磷礦共生和黑色頁岩），海洋當中有約40億噸鈾（但利用成本可能高達數百美元甚至更高）。在考慮核電增長的情況下，廉價鈾資源滿足人類50年左右的核電需求（純熱中子堆利用），不考慮增長可滿足一百多年。考慮核電佔世界發電量的比例只有10%左右，也就是這部分鈾資源在壓水堆中利用相當人類10多年的發電量。

如果以快堆利用，上述鈾資源的發電量可以乘以50倍，再考慮目前以貧鈾和乏燃料形式存在的170萬噸鈾資源，僅廉價和已開採的鈾資源相當的發電量就相當於當前世界年發電量的數百倍，再計算釷資源（鈾地殼丰度的3~4倍，在幾乎沒有需求的情況下已探明儲量接近廉價鈾資源）和非常規鈾資源，不考慮增長的情況下，基於快堆的核裂變能源可以滿足人類數千年級別的能源需求，甚至更久。

遺憾的是商業化快堆尚未成熟，雖然示範快堆已有相當長的運行經驗，然而快堆在經濟性上處於顯著的劣勢（建設成本樂觀預計相當輕水堆電廠的2.5倍，燃料循環費用預計是輕水堆電廠的5倍以上），安全性上存在大型快堆在反應性控制、嚴重事故後果等方面的擔憂，在可預見的未來，作為商業核電是不成熟的，但快堆在嬗變消毀次要錒系元素和鈈庫存方面有很大應用價值，仍有發展的必要。

退一步講，海水提鈾工程實現，並能將鈾價格控制在1000美元/kgU以下，輕水堆核電的資源問題也不是問題——核電價格和天然鈾價格關係不是那麼密切，天然鈾價格約佔當前核電成本的5%左右，並不是決定核電的經濟性的決定因素，在該鈾價格下，輕水堆可能對快堆仍有一定優勢，快堆完全可以放棄高增殖比來完善安全性和嬗變等方面的需求。

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