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　　雖然輕水堆已經在核動力市場上占據了統治地位，但是近年來，由于重水堆能夠節約核燃料，因而引起不少國家政府和核工業界人士的重視。在新開辟的核動方市場上，重水堆往往成為輕水堆的主要競爭對手。

　　重水堆的主要特點，是由重水的核特性決定的。二十噸天然水中含有三公斤重水。重水和天然水（也就是輕水）的熱物理性能差不多，因此作為冷卻劑時，都需要加壓。但是，重水和輕水的核特性相差很大。這個差別主要表現在中子的慢化和吸收上。在目前常用的慢化劑中，重水的慢化能力僅次于輕水，可是重水最大優點是它的吸收熱中子的幾率比輕水要低兩百多倍，使得重水的“慢化比”遠高于其他慢化劑。

　　由于重水吸收熱中子的幾率小，所以中子經濟好。以重水慢化的反應堆，可以采用天然鈾作為核燃料。從而使得建造重水堆的國家，不必建造濃縮鈾廠。

　　由于重水吸收的中子少，所以重水慢化的反應堆，中子除了維持鏈式反應外，還有較多的剩余可以用來使鈾—238轉變為钚—239，使得重水堆不但能用天然鈾實現鏈式反應，而且比輕水堆節約天然鈾20%。

　　重水堆雖然由于重水吸收中子少帶來了上述優點，但由于重水的慢化能力比輕水低得多，又給它帶來了不少缺點。由于重水慢化能力比輕水低，為了使裂變產生的快中子得到充分的慢化，堆內慢化劑的需要量就很大。再加上重水堆使用的是天然鈾等原因，重水堆的堆芯體積比壓水堆大十倍左右。

　　雖然從天然水中提取重水，比從天然鈾中制取濃縮鈾容易，但是由于天然水中重水含量太低，所以重水仍然是一種非常昂貴的材料。由于重水用量大，所以重水的費用約占重水堆基建投資的六分之一以上。

　　重水堆由于使用天然鈾，后備反應性少，因此需要經常將燒透了的燃料元件卸出堆外，補充新燃料。經常為此而停堆，對于要求連續發電的核電站是不能容忍的。這就要求能不停堆裝卸核燃料。

　　重水堆和輕水堆除了上述主要差別外，還會派生出一系列別的區別。

　　物質的質量乘比熱，是該物質升高一度吸收的熱量，稱為熱容。輕水與重水比熱差不多。但重水堆內重水裝載量大，所以總的熱容量也大。重水堆的燃料元件，是安裝在幾百根互相分離的壓力管內。壓力管破裂前有少量泄漏，容易發現和處理。而且當壓力管破裂造成失水事故時，事故只局限在個別壓力管內。由于冷卻劑與慢化劑分開，失水事故時慢化劑仍留在堆內，因而失水事故時燃料元件的剩余發熱，容易被堆內大量的重水慢化劑吸收。而輕水堆壓力邊界的任何一處發生泄漏，造成的后果都涉及整個堆芯。由于輕水堆熱容量小，所以失水事故后放出的熱量會造成堆芯溫度較大的升高，因而輕水堆失水事故的后果可能比重水堆嚴重。

　　總之，由于輕水和重水的核特性相差很大，在慢化性能的兩個主要指標上，它們的優劣正好相反，使它們成了天生的一對競爭伙伴：輕水堆的優點正好對應重水堆的缺點，重水堆的優點正好對應輕水堆的缺點。正是由于這個原因，使得這兩種堆型的選擇，成了不少國家的議會、政府和科技界人士長期爭論不休的難題。

　　重水堆雖然都用重水作慢化劑，但在它幾十年的發展中，已派生出不少次級的類型。按結構分，重水堆可以分為壓力管式和壓力殼式。采用壓力管時，冷卻劑可以與慢化劑相同也可不同。壓力管式重水堆又分為立式和臥式兩種。立式時，壓力管是垂直的，可采用有機物、氣體、加壓重水或沸騰輕水冷卻；臥式時，壓力管水平放置，不宜用沸騰輕水冷卻。壓力殼式重水堆只有立式，冷卻劑與慢化劑相同，可以是加壓重水或沸騰重水，燃料元件垂直放置，與壓水堆或沸水堆類似。

　　在這些不同類型的重水堆中，加拿大發展起來的以天然鈾為核燃料、重水慢化、加壓重水冷卻的臥式壓力管式重水堆現在已經成熟。1962年，加拿大第一座兩萬多千瓦電功率的小型重水動力堆建成。1966年，第一座20萬千瓦電功率的示范的道格拉斯角核電站啟動。

　　由于重水堆比輕水堆更能充分利用天然鈾資源，又不需要依賴濃縮鈾廠和后處理廠，所以印度、巴基斯坦、阿根廷、羅馬尼亞等國家已先后引進加拿大的重水堆。我國的秦山核電站第三期工程也從加拿大引進了兩個重水堆核電機組，反映加拿大的這種重水堆技術已經相當成熟。核工業界人士認為，如果鈾資源的價格上漲，重水堆在核動力市場上的競爭地位將會得到加強。