作为聚变能技术早期应用的潜在途径,聚变驱动次临界堆FDS-I充分利用聚变“富中子、贫能量”和裂变“贫中子、富能量”的互补优势,具有降低聚变能发展中许多挑战性问题的难度和解决裂变能发展带来的许多安全与环境相关问题的潜力,采用Tokamak装置(磁约束核聚变装置),对聚变堆芯等离子体和相应的材料性能要求相对较低,因而既可作为从裂变能到永久聚变能的过渡阶段进行聚变能商用化的前期研究,也可永久处理高放裂变核废料(包括军用核废料)。包层采用高压He气/液态金属LiPb双冷却系统,可以设计成具有多种功能的次临界包层。
FDS-I系统的中子和燃料循环典型原理过程图如下:
聚变驱动次临界堆是以聚变中子源来驱动次临界裂变包层以在包层内实现高放核废料的嬗变、可裂变核燃料的生产、聚变核燃料氚的增殖和高功率密度能量的获取等多种功能。由于靠外中子源驱动而运行在次临界状态下,次临界度可设计得很深,避免超临界事故的可能,具有固有的安全性。此外,FDS-I作为一种次临界装置,比裂变堆更容易做到深燃耗和高嬗变效率。
FDS-I是一个涉及多学科的复杂系统,目前具体研究已涉及到的领域有: