20世紀80年代末，歐洲核子研究中心(CERN)總干事卡洛·魯比亞組建了一個特別工作組，旨在設計一種利用放射性材料發(fā)電的新方法。這種方法需要避免產(chǎn)生可用于制造核彈的產(chǎn)品，并盡可能減少或消除長期核廢料，同時保持成本效益以實現(xiàn)大規(guī)模應用。

這種技術被稱為加速器驅動系統(tǒng)(ADS)，它通過粒子加速器驅動核反應，將放射性物質嬗變?yōu)榇蟛糠侄栊缘膹U物。與傳統(tǒng)核反應堆不同，ADS內(nèi)部從未接近臨界質量，從而降低了安全風險。

反應堆設計為一個容納約7000噸熔融鉛的大容器，放射性物質如釷、未濃縮鈾或核廢料溶解其中。介質不限于鉛，其他液態(tài)重金屬如汞也可使用。粒子加速器將質子加速至高速度，撞擊原子產(chǎn)生中子，這些中子引發(fā)放射性原子分裂并釋放能量。

在加速器驅動系統(tǒng)中，放射性原子如鍶-90會衰變?yōu)榉€(wěn)定物質。據(jù)項目參與者史蒂夫介紹，ADS衰變的大部分材料最終成為非放射性的鉛-207。廢物儲存約300年后，其放射性水平可與煤灰相當，遠低于傳統(tǒng)核廢料需看守數(shù)萬年的要求。

基于佛蒙特揚基核電站的粗略計算顯示，傳統(tǒng)核電站僅消耗2%到3%的燃料，剩余97%到98%的未使用燃料可被ADS利用。該核電站的乏燃料可能為ADS提供超過500年的電力，產(chǎn)生與原始電站相當?shù)墓β省?/p>

史蒂夫指出，加速器驅動系統(tǒng)的建設面臨挑戰(zhàn)，主要是需要更先進的粒子加速器。圓形或直列式加速器雖可行，但成本和技術要求較高。然而，近期進展顯示，美國能源部杰斐遜實驗室的科學家已開發(fā)出專門用于ADS的粒子加速器，并正在測試鈮錫腔以提高效率。

加速器驅動系統(tǒng)為核廢料處理提供了新思路，通過嬗變減少長期放射性廢物，同時利用現(xiàn)有核廢料發(fā)電。盡管傳統(tǒng)核電仍產(chǎn)生廢料，但ADS技術有望推動核能領域向更可持續(xù)的方向發(fā)展。