混合核聚变-裂变（混合核能）是一种利用核聚变和裂变过程相结合来生产核燃料及发电的方法。
核心思想在于使用D-T聚变反应堆产生的高能中子来激发铀-238或钍-232这类非易裂变材料的裂变。每个中子能触发多次裂变事件，从而将每个聚变反应释放的能量放大几十到一百倍。因为所用的裂变材料本身热中子区不可维持链式反应，故这种裂变在热堆不会自发临界。这种设计不仅提高了核聚变的经济性，还能处理那些不适合传统裂变反应堆使用的燃料，包括核废料。
从概念上讲，这种混合型动力系统与快中子增殖反应堆相似，快中子增殖反应堆利用一个密集的高能裂变核心代替了混合型系统中的聚变核心。类似的还有加速器驱动的亚临界反应堆，该技术采用粒子加速器来提供中子源，而不是依赖核反应。
历史发展的主要时间线
-1950年代：聚变-裂变混合堆的概念首次提出。
-1970年代：物理学家汉斯·贝特（Hans Bethe）大力倡导该概念。当时，第一个强大的核聚变实验正在建造，但要达到经济竞争力还需要很多年。
-1970年代末：对混合堆动力系统的经济性进行了详细研究，结果表明它们无法与现有的裂变反应堆竞争，导致该想法被放弃并进入休眠状态。
-2000年代初：由于实现盈亏平衡的持续延迟，该概念在2009年左右经历了短暂的复兴，研究重点转向核废料处理而非能源生产。
-2009年左右：聚变-裂变混合堆的研究因传统方案如尤卡山核废料库的挑战而重新受到关注。
-2010年代：劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）启动LIFE计划，最初旨在探索混合堆动力方法，但后来转向纯聚变系统设计。
-2017年：迈克·卡西迪（Mike Cassidy）成立了阿波罗聚变公司（Apollo Fusion），初步关注亚临界聚变-裂变混合方法。
-2021年：中国工程物理研究院的彭宪觉教授宣布，中国政府批准在成都建立全球最大的脉冲电站Z-FFR，该项目旨在通过Z-pinch技术推动裂变聚变反应堆的发展，并预计到2035年实现商业电力生产。
-2023年11月12日：江西省人民政府与中核集团签订全面战略合作框架协议，其中包括聚变-裂变混合实验堆项目的合作。江西联创光电超导应用有限公司和中核聚变（成都）设计研究院有限公司签订了协议，双方计划联合建设聚变-裂变混合实验堆项目。
混合核聚变-裂变堆，也就是混合堆，是一种结合了聚变和裂变两种核反应来产生能量的系统。
混合堆的相对优势
无需初始装料：与快堆相比，混合堆不需要大量的初始核燃料，可以直接使用天然铀或贫铀、乏燃料。
倍增时间短：混合堆可以更快地生产出更多的核燃料，如钚-239或铀-233，比相同功率的快堆多几倍到十几倍。
安全性更高：混合堆为次临界系统，在生产核燃料时不需要维持链式反应状态，这极大提高了其安全性。
聚变增益因子Q要求较低：纯聚变堆功率大，增益因子Q（聚变功率与加热功率之比）大于10，混合堆Q仅1-5，聚变功率小，对聚变堆芯技术要求较为宽松。
大幅降低第一壁材料挑战：纯聚变堆第一壁需要承受高温、高能中子、离子、γ射线和中性原子的轰击，目前还没有找到能够长期工作并满足经济运行要求的材料，而混合堆聚变功率小，第一壁中子负载低，目前结构材料不是问题。
混合堆的难题
燃烧等离子体长期稳态运行问题：提出了很多聚变堆燃烧等离子体实验运行的模拟设计方案，但是缺乏建成的D-T聚变堆实验验证，通过ITER聚变燃烧实验解决。
氚生产与氚自持问题：存在氚初始装量、聚变堆氚消耗量大问题，缺乏堆规模的氚燃料循环的相关技术研究基础、实验验证数据及工业基础，研制费用高。
裂变燃料循环技术问题：
包层排热问题：混合堆裂变包层的功率分布梯度大，不均匀的功率分布给运行带来困难。
安全性问题：存在混合堆包层热工瞬态事故导致的放射性泄露问题，一旦出现冷却剂破口失冷及包层结构融化，可能会发生严重放射性泄露事故。
国内混合堆行项目示例
聚变-裂变混合实验堆项目 (预计时间：2035-2040年)
合作方：江西省电子集团有限公司与中核集团
技术目标：Q值大于30，实现连续发电功率100 MW
预计投资：超过200亿元人民币
项目概述：该项目拟落户江西省，旨在通过聚变-裂变混合技术，实现高效、清洁的能源供应。计划在2035-2040年期间开建实验堆。
Z箍缩聚变裂变混合能源堆 (提出时间：2010年)
提出方：中国工程物理研究院
技术特点：采用近期可获得的聚变技术和成熟的裂变反应堆技术
发展阶段：2015-2025年为关键技术攻关阶段，2025-2035年为分系统集成阶段.
项目概述：Z箍缩聚变裂变混合能源堆的概念设计、关键技术论证已经完成，计划在2035-2040年期间开建实验堆。
相关公司示例
联创光电
联创光电，全称江西联创光电科技股份有限公司，是一家位于南昌国家高新技术产业开发区京东大道168号的高新技术企业。成立于1999年6月，并于2001年3月在上海证券交易所成功挂牌上市。作为国家火炬计划重点高新技术企业，联创光电也是国家"863计划"成果产业化基地，以及国家"铟镓氮LED外延片、芯片产业化"示范工程企业，是南昌国家半导体照明工程产业化基地的核心企业。
在混合堆技术领域，联创光电展现了其在高温超导材料技术方面的领先优势。2023年11月12日，联创光电通过其子公司江西联创光电超导应用有限公司与中核集团签订了全面战略合作框架协议，计划联合建设聚变-裂变混合实验堆项目。如我们前面描述的，该项目技术目标Q值大于30，旨在实现连续发电功率100MW，预计工程总投资超过200亿元人民币，并计划落户江西省。通过这一战略合作，联创光电不仅展现了其在混合堆技术领域的雄心和实力，也彰显了其致力于推动能源技术革新和可持续发展的长远规划。
参考链接：
- http://www.ipp.cas.cn/kxcb/hjb/jb/
- https://new.qq.com/rain/a/20231114A09ZPH00
- https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/10/418850.shtm
- https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2017/12/397034.shtm