2018年8月，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)發(fā)布了《2018年核技術(shù)評(píng)論》。該評(píng)論涵蓋以下領(lǐng)域：電力應(yīng)用，先進(jìn)的裂變和聚變系統(tǒng)，加速器和研究堆的應(yīng)用，農(nóng)業(yè)和糧食，人體和健康，環(huán)境以及放射性同位素生產(chǎn)和輻射技術(shù)。

　　1 電力應(yīng)用

　　1.1 當(dāng)今核電

　　截至2017年12月31日，全球共有448座在運(yùn)核電反應(yīng)堆，總裝機(jī)容量為392 GWe，較2016年增加約1.2 GWe。其中，約81.9%是輕水慢化冷卻堆，10.9%是重水慢化冷卻堆，3.3%是輕水冷卻石墨慢化堆，3.1%是氣冷堆，還有3座液態(tài)金屬冷卻快堆。

　　2017年，4座新的壓水堆并網(wǎng)：中國(guó)有3座(福清4號(hào)、田灣3號(hào)和陽(yáng)江4號(hào))，巴基斯坦有1座(恰希瑪4號(hào))。5座核電反應(yīng)堆被永久關(guān)閉：古里1號(hào)(韓國(guó))、奧斯卡港1號(hào)(瑞典)、圣瑪麗亞-德加羅納(西班牙)、文殊堆(日本)和貢德雷明根-B(德國(guó))。文殊堆和圣瑪麗亞-德加羅納在被宣布永久關(guān)閉之前一直處于長(zhǎng)期關(guān)閉狀態(tài)。4座核電反應(yīng)堆開(kāi)工建造：新古里5號(hào)(韓國(guó))、庫(kù)丹庫(kù)拉姆3號(hào)和4號(hào)(印度)和盧普爾1號(hào)(孟加拉國(guó))。

　　核電近期和遠(yuǎn)期增長(zhǎng)前景仍集中在亞洲。截至2017年12月31日，共有59座核電反應(yīng)堆在建，其中40座在亞洲。2005年以來(lái)并網(wǎng)的59座新建反應(yīng)堆中有51座也在亞洲。

　　目前，核電新加入國(guó)、擴(kuò)展國(guó)和在運(yùn)國(guó)的情況如下：

　　(1)新加入國(guó)。在表示對(duì)核電感興趣的28個(gè)成員國(guó)中，有19個(gè)已開(kāi)始對(duì)核電基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究;4個(gè)已做出決定，正在準(zhǔn)備必要的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu);5個(gè)已簽署合同，正在籌備或已開(kāi)始建造。預(yù)計(jì)還有21個(gè)成員國(guó)將繼續(xù)努力在未來(lái)10年內(nèi)做出建造核電的決定。其中：①阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)第一座核電站，即位于巴拉卡的所有四座反應(yīng)堆繼續(xù)施工建造;②白俄羅斯位于奧斯特洛韋茨的第一座核電站的兩臺(tái)機(jī)組繼續(xù)施工建造，計(jì)劃在2019年和2020年進(jìn)行調(diào)試;③孟加拉國(guó)盧普爾核電站1號(hào)機(jī)組從2017年11月30日開(kāi)始進(jìn)行安全相關(guān)施工，兩臺(tái)機(jī)組預(yù)計(jì)分別在2023年和2024年進(jìn)行調(diào)試;④土耳其從2017年10月開(kāi)始在阿庫(kù)尤進(jìn)行非核工程建造，1號(hào)機(jī)組計(jì)劃于2023年進(jìn)行調(diào)試;⑤埃及就埃爾達(dá)巴核電站四臺(tái)機(jī)組建造的四個(gè)主要協(xié)議完成了與俄羅斯國(guó)家原子能公司(ROSATOM)的談判，計(jì)劃于2023～2026年完成建造;⑥約旦與ROSATOM的談判取得了進(jìn)展，預(yù)計(jì)2018年做出最終投資決定;⑦尼日利亞于2017年10月與俄羅斯簽署了建造和運(yùn)行一座核電站以及一個(gè)核研究中心的協(xié)議，并簽署了和平核技術(shù)合作路線圖;⑧波蘭和沙特阿拉伯開(kāi)展了國(guó)際招標(biāo)工作，計(jì)劃在2018年進(jìn)行招標(biāo);⑨肯尼亞即將就核電計(jì)劃做出決定。成員國(guó)繼續(xù)利用IAEA的援助，根據(jù)支持建立安全、可靠和可持續(xù)的核電計(jì)劃“里程碑”方案，發(fā)展必要的國(guó)家核基礎(chǔ)設(shè)施。

　　(2)擴(kuò)展國(guó)。目前有38座在運(yùn)核電反應(yīng)堆，19座正在建造中，中國(guó)繼續(xù)擁有規(guī)模最大的擴(kuò)展計(jì)劃，已規(guī)劃到2030年在海外建造30座反應(yīng)堆。其中：①芬蘭的奧爾基洛托3號(hào)歐洲壓水堆(EPR)項(xiàng)目已進(jìn)入調(diào)試階段，冷功能測(cè)試已經(jīng)完成，漢?？司S1號(hào)項(xiàng)目仍在進(jìn)行許可證審批，計(jì)劃于2019年開(kāi)始建造;②2017年3月，歐洲委員會(huì)核準(zhǔn)了匈牙利波克什二期核電站的新機(jī)組建造;4月，匈牙利IAEA頒發(fā)了最終環(huán)境許可證和核電站場(chǎng)址許可證;③2017年9月，巴基斯坦的卡拉奇2號(hào)機(jī)組完成了三臺(tái)蒸汽發(fā)生器的首臺(tái)安裝;④2017年3月，伊朗伊斯蘭共和國(guó)布什爾2號(hào)機(jī)組開(kāi)始非安全相關(guān)施工工程;⑤美國(guó)沃格特3號(hào)和4號(hào)AP1000機(jī)組的建造繼續(xù)進(jìn)行，計(jì)劃分別于2021年和2022年投入運(yùn)行;薩默2號(hào)和3號(hào)AP1000機(jī)組由于經(jīng)濟(jì)原因于2017年7月暫停;⑥2017年5月，阿根廷國(guó)家核電公司與中核集團(tuán)簽署了關(guān)于2018年開(kāi)工新建一座720 MWe CANDU堆以及2020年開(kāi)工新建一座1 000 MWe“華龍一號(hào)”堆的協(xié)議;⑦2017年8月，印度與ROSATOM簽署了共同建造庫(kù)丹庫(kù)拉姆核電站5號(hào)和6號(hào)VVER-1000機(jī)組的合同;⑧2017年10月，南非環(huán)境事務(wù)部授予了在毗鄰科貝赫核電站的Duynefontein建造和運(yùn)行一座4 000 MWe核電站及相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的環(huán)境批準(zhǔn)書(shū)。

　　(3)在運(yùn)國(guó)。截至2017年年底，在448座在運(yùn)核電堆中，47%已經(jīng)運(yùn)行了30～40年，另有17%運(yùn)行了40年以上。越來(lái)越多的核電站正在實(shí)施長(zhǎng)期運(yùn)行和老化管理計(jì)劃。其中：①法國(guó)電力公司(EDF)為了實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行現(xiàn)有核電站機(jī)組遠(yuǎn)超40年的工業(yè)戰(zhàn)略，啟動(dòng)了“大修”計(jì)劃，該計(jì)劃預(yù)計(jì)運(yùn)作10年，其中涉及重大電站翻新計(jì)劃以提高性能和安全;②目前，美國(guó)99座反應(yīng)堆中有86座擁有運(yùn)行長(zhǎng)達(dá)60年的更新許可證;美國(guó)核管會(huì)(NRC)于2017年7月發(fā)布了有關(guān)核電站延壽至80年的許可證更新指導(dǎo)文件;③保加利亞核管理機(jī)構(gòu)將科茲洛杜伊5號(hào)機(jī)組的運(yùn)行許可證延長(zhǎng)了10年，首次允許核反應(yīng)堆延壽;④日本42座可運(yùn)行反應(yīng)堆中，有五座經(jīng)審核后確認(rèn)符合新的監(jiān)管安全標(biāo)準(zhǔn)并恢復(fù)運(yùn)行，另有20座已申請(qǐng)重啟。

　　1.2 核電增長(zhǎng)預(yù)測(cè)

　　根據(jù)IAEA 2017年的預(yù)測(cè)，在高增長(zhǎng)假設(shè)方案下，預(yù)計(jì)至2030年全球核電容量將增至554 GWe(比當(dāng)前水平增加42%)，至2050年將增至874 GWe(比當(dāng)前水平翻一番);在低增長(zhǎng)假設(shè)方案下，預(yù)計(jì)在2040年之前核電容量將逐漸下降，至2050年又將反彈至大約當(dāng)前的水平。該預(yù)測(cè)的范圍很廣，部分原因是計(jì)劃在2030年左右及以后退役的反應(yīng)堆相當(dāng)多，而是否建造新的核電容量來(lái)替代它們存在不確定性。

　　核電為減少全球溫室氣體排放做出重大貢獻(xiàn)，同時(shí)滿足日益增長(zhǎng)的人口和支持可持續(xù)發(fā)展所不斷增加的能源需求。核電的使用每年避免了近20億噸二氧化碳的排放。171個(gè)國(guó)家簽署的“巴黎協(xié)定”呼吁各國(guó)把全球平均溫升幅度限制在高于工業(yè)化前水平2℃以內(nèi)，根據(jù)IAEA、國(guó)際能源署(IEA)和世界核協(xié)會(huì)(WNA)的調(diào)查結(jié)果，為了達(dá)到2℃的目標(biāo)，需要在較長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)更多地使用核電。核電在減緩氣候變化以及確保能源安全和非氣候環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益方面的優(yōu)勢(shì)，是許多國(guó)家(特別是發(fā)展中國(guó)家)打算在未來(lái)幾十年內(nèi)引入核電或擴(kuò)大現(xiàn)有計(jì)劃的重要原因。

　　1.3 燃料循環(huán)

　　1.3.1 鈾資源和生產(chǎn)

　　2017年，鈾現(xiàn)貨價(jià)格仍然低迷，一般保持在42～54美元/千克鈾。鈾價(jià)格的走低大大限制了各公司籌集資金用于勘探、可行性研究和新擴(kuò)展項(xiàng)目建造的能力。因此，2017年的全球產(chǎn)量很可能與2016年產(chǎn)量相似，約63 000噸，2016年產(chǎn)量為63 366噸鈾，2015年為60 496噸鈾。

　　哈薩克斯坦保持了其作為世界領(lǐng)先鈾生產(chǎn)國(guó)的地位，所產(chǎn)鈾幾乎全部來(lái)自其原地浸出礦。產(chǎn)量經(jīng)過(guò)2000～2012年的迅速增長(zhǎng)之后，2015年為23 800噸鈾，2016年為30 062噸鈾，2017年產(chǎn)量預(yù)計(jì)與2016年相似。

　　加拿大是第二大生產(chǎn)國(guó)，雪茄湖(世界最高品位鈾礦，于2015年5月投入商業(yè)生產(chǎn))目前年產(chǎn)能為5 000噸鈾/年，預(yù)計(jì)到2018年初將增至6 900噸鈾/年。

　　納米比亞湖山鈾礦于2016年投入商業(yè)生產(chǎn)，當(dāng)年生產(chǎn)了192噸鈾。產(chǎn)量預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)，滿負(fù)荷產(chǎn)能可達(dá)5 770噸鈾/年，預(yù)測(cè)壽期超過(guò)20年。納米比亞的羅興鈾礦和蘭格?海因里希鈾礦在2017年繼續(xù)運(yùn)營(yíng)，其他幾個(gè)鈾礦繼續(xù)開(kāi)展可行性研究工作。

　　澳大利亞四英里原地浸出鈾礦產(chǎn)能約為1 400噸鈾/年。蘭格項(xiàng)目2016年產(chǎn)量為1 994噸鈾，預(yù)計(jì)2017年為1 700～2 000噸鈾，相比之下，1997～2009年間的產(chǎn)能為4 000～6 000噸鈾/年。根據(jù)當(dāng)前協(xié)議，開(kāi)采和加工必須在2020年1月前停止，恢復(fù)工作在五年內(nèi)完成。奧林匹克壩銅-鈾-金-銀礦繼續(xù)常規(guī)運(yùn)營(yíng)，同時(shí)繼續(xù)檢驗(yàn)堆浸部分礦石的方案。澳大利亞西部幾個(gè)鈾礦床的研究和審批取得了進(jìn)展，但尚未公布確切的施工日期和開(kāi)礦日期。

　　丹麥格陵蘭科瓦內(nèi)灣礦床的稀土、賤金屬和鈾項(xiàng)目繼續(xù)開(kāi)展可行性和環(huán)境研究及審批工作。中國(guó)通過(guò)國(guó)內(nèi)外的鈾勘探和開(kāi)發(fā)開(kāi)支繼續(xù)顯示出對(duì)核增長(zhǎng)的堅(jiān)定承諾。西班牙薩拉曼卡鈾項(xiàng)目正在進(jìn)行許可證審批，若干法律程序已按國(guó)家條例完成。巴西核工業(yè)公司啟動(dòng)了巴西巴伊省恩熱紐礦的工作，該礦預(yù)計(jì)當(dāng)年產(chǎn)出73噸鈾濃縮物，潛在年產(chǎn)量為280～300噸鈾濃縮物。另外，巴西正對(duì)現(xiàn)有卡埃蒂特礦的地下延伸或者另一個(gè)露天礦井開(kāi)展可行性研究和監(jiān)管工作。

　　許多鈾項(xiàng)目仍處于暫停狀態(tài)，或者開(kāi)支很小。一些已經(jīng)啟動(dòng)或已進(jìn)入施工后期階段的項(xiàng)目仍處于保養(yǎng)和維護(hù)狀態(tài)。2017年11月的一項(xiàng)重要通告是暫停加拿大麥克阿瑟河礦和基湖礦作業(yè)生產(chǎn)，預(yù)計(jì)為10個(gè)月。

　　1.3.2 鈾轉(zhuǎn)化和濃縮

　　目前的鈾轉(zhuǎn)化和濃縮能力對(duì)滿足需求綽綽有余，但市場(chǎng)分化使生產(chǎn)集中在少數(shù)幾個(gè)廠，從而構(gòu)成了挑戰(zhàn)。2017年10月，Centrus能源公司與美國(guó)能源部(DOE)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(ORNL)簽署了一項(xiàng)合同，繼續(xù)共同合作，以降低AC100氣體離心機(jī)濃縮技術(shù)的成本和提高其效率。先進(jìn)的“第九代+”氣體離心機(jī)通過(guò)了必要測(cè)試并帶來(lái)大幅節(jié)約能源的希望，從2018年起將在俄羅斯斯維爾德洛夫斯克地區(qū)新烏拉爾斯克的烏拉爾電化學(xué)綜合廠采用。

　　1.3.3 燃料制造

　　根據(jù)2017年1月生效的一項(xiàng)合同，ROSATOM下屬TVEL燃料公司將在2017年和2018年為中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆生產(chǎn)和供應(yīng)燃料組件。2017年9月，TVEL燃料公司與HAEK CJSC簽署了合同，為440 MWe的亞美尼亞2號(hào)機(jī)組下次換料供應(yīng)核燃料，并儲(chǔ)備燃料兩年。此外，俄羅斯繼續(xù)測(cè)試兩類(lèi)新燃料：輕水堆再生混合燃料和快堆鈾钚混合氮化物燃料。

　　2017年1月，中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司下屬包頭核燃料公司獲準(zhǔn)生產(chǎn)西屋電氣公司的AP1000核燃料棒。2017年7月，包頭中核北方核燃料元件有限公司開(kāi)始了高溫氣冷堆(HTGR)燃料元件的規(guī)?；a(chǎn)，這標(biāo)志著從實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)線到工業(yè)運(yùn)行的轉(zhuǎn)變。該設(shè)施已生產(chǎn)了約20萬(wàn)個(gè)球形燃料元件，有能力每年為山東省石島灣在建HTGR示范堆生產(chǎn)30萬(wàn)個(gè)球形燃料元件。

　　2017年2月，阿海琺集團(tuán)公司進(jìn)入了美國(guó)能源部增強(qiáng)型耐受事故燃料的第二階段，以期通過(guò)摻氧化鉻芯塊和鉻包覆包殼提高效率和可靠性。

　　2017年6月，西屋電氣公司推出了耐受事故燃料EnCoreTM，希望最早于2018年制造領(lǐng)先試驗(yàn)棒。8月，西屋電氣公司展期了與新澤西美國(guó)電力公司PSE&G的合同，以便為薩拉姆核電站的兩臺(tái)機(jī)組提供燃料。

　　2017年9月，美國(guó)核燃料開(kāi)發(fā)商光橋公司與阿海琺集團(tuán)公司商定于2018年初成立一家50：50的合資企業(yè)，以制造核電站先進(jìn)金屬燃料的新生產(chǎn)線，并進(jìn)行商業(yè)化。光橋公司開(kāi)發(fā)的燃料可用于現(xiàn)有電廠和在建新電廠提高運(yùn)行效率和安全。10月，光橋公司與挪威研究堆營(yíng)運(yùn)者即能源技術(shù)研究所簽署了訂單，為試驗(yàn)其燃料設(shè)計(jì)和制造第二個(gè)輻照試驗(yàn)臺(tái)架，這是將其燃料技術(shù)推向市場(chǎng)的一個(gè)里程碑。

　　1.3.4 乏燃料管理

　　迄今，已從核電站卸出約40萬(wàn)噸重金屬。卸出的燃料中目前正接受后處理的比例約為25%，到2020年這一比例預(yù)計(jì)將上升至30%。目前有151個(gè)離堆乏燃料干法貯存設(shè)施分布在27個(gè)國(guó)家。

　　2017年，有兩個(gè)國(guó)家(斯洛文尼亞和巴西)簽署了新的離堆干法貯存設(shè)施合同;英國(guó)塞茲韋爾B核電站設(shè)計(jì)貯存期限為100年的干法貯存設(shè)施收到了首批裝有燃料的屏蔽容器;匈牙利的波克什模塊結(jié)構(gòu)干法貯存設(shè)施進(jìn)行了擴(kuò)容，增加了4個(gè)坑室;烏克蘭切爾諾貝利核電站ISF-2號(hào)臨時(shí)貯存設(shè)施正在進(jìn)行大功率沸騰管式堆燃料切割作業(yè)的調(diào)試試驗(yàn);切爾諾貝利禁區(qū)內(nèi)建造新的核燃料集中干法貯存設(shè)施獲得了監(jiān)管許可，該設(shè)施計(jì)劃于2019年開(kāi)始運(yùn)營(yíng)。

　　在乏燃料后處理和再循環(huán)方面，法國(guó)擴(kuò)大了將在阿格處理的輕水堆用燃料的范圍，俄羅斯也繼續(xù)擴(kuò)大奧焦?fàn)査箍笋R雅克化學(xué)聯(lián)合公司RT-1廠能夠后處理的燃料范圍，RT-1廠經(jīng)過(guò)升級(jí)后能夠后處理20噸VVER-1000的燃料。

　　1.3.5 退役、環(huán)境治理和放射性廢物管理

　　全世界有164座核電反應(yīng)堆已關(guān)閉或正在退役。其中17座反應(yīng)堆已完全退役，還有若干座正進(jìn)入退役最后階段。已經(jīng)永久關(guān)閉或正在退役的燃料循環(huán)設(shè)施超過(guò)150座，還有約125座已經(jīng)退役。已經(jīng)關(guān)閉或正在進(jìn)行退役的研究堆超過(guò)180座，有300多座研究堆和臨界裝置已完全退役。比利時(shí)、法國(guó)、日本、韓國(guó)、俄羅斯、西班牙、英國(guó)和美國(guó)等有著廣泛核電計(jì)劃的國(guó)家，正在持續(xù)地改進(jìn)退役相關(guān)的研發(fā)工作。

　　世界各地都運(yùn)行著用于處置除被宣布為廢物的高放廢物和(或)乏燃料之外的各類(lèi)放射性廢物的處置設(shè)施。這些處置設(shè)施包括用于極低放廢物的深溝處置(如法國(guó)、西班牙、瑞典、美國(guó))或干旱地區(qū)低放廢物的深溝處置(如南非、美國(guó));處置低放廢物的近地表專(zhuān)設(shè)設(shè)施(如中國(guó)、捷克、法國(guó)、匈牙利、印度、日本、波蘭、斯洛伐克、西班牙、英國(guó));以及位于各種深度地質(zhì)建造中處置中低放廢物的專(zhuān)設(shè)設(shè)施(如捷克、芬蘭、德國(guó)、匈牙利、韓國(guó)、挪威、美國(guó))。中低放廢物處置設(shè)施處于許可證審批或建造的不同階段，如在比利時(shí)、保加利亞、加拿大、德國(guó)、伊朗、立陶宛、羅馬尼亞和斯洛文尼亞。天然存在的放射性物質(zhì)廢物的處置方案因國(guó)家規(guī)章而異。

　　2 先進(jìn)的裂變和聚變系統(tǒng)

　　2.1 先進(jìn)裂變系統(tǒng)

　　核電是一項(xiàng)成熟、經(jīng)過(guò)試驗(yàn)的技術(shù)，有助于提高能源安全，減少化石燃料價(jià)格波動(dòng)的影響，使經(jīng)濟(jì)更具競(jìng)爭(zhēng)力，排放的溫室氣體和其他污染物比化石燃料低得多。核電技術(shù)的研發(fā)和不斷創(chuàng)新對(duì)于保持核電競(jìng)爭(zhēng)力是必不可少的，即使在變化的商業(yè)環(huán)境中，包括對(duì)于啟動(dòng)核電國(guó)家，也是一個(gè)有吸引力的選擇。

　　2.1.1 水冷堆

　　水冷堆在核工業(yè)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，已具有超過(guò)1.7萬(wàn)堆-年的商業(yè)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。在全球所有在運(yùn)民用核電反應(yīng)堆中，95%以上和58座在建反應(yīng)堆中的56座都是用輕水或重水進(jìn)行冷卻。大多數(shù)新加入核電國(guó)家選擇先進(jìn)水冷堆作為其第一座反應(yīng)堆。

　　大多數(shù)先進(jìn)水冷堆增加了功率輸出。近期建造的那些水冷堆的單位輸出功率為1 000～1 700 MWe，在漸進(jìn)型設(shè)計(jì)中規(guī)劃進(jìn)一步增加輸出。建有單一或多種類(lèi)型反應(yīng)堆的多機(jī)組廠址成為明顯趨勢(shì)，這有利于規(guī)模經(jīng)濟(jì)。若干國(guó)家為逐步部署更高效的部分或完全閉式燃料循環(huán)，正在考慮、研究和建造現(xiàn)有水冷堆的先進(jìn)版，如印度在實(shí)施采用釷/鈾-233燃料循環(huán)的釷基核能三階段戰(zhàn)略—重水堆、快堆和先進(jìn)重水堆方面正在取得進(jìn)展，中國(guó)用由輕水堆乏燃料和貧鈾尾礦組成的天然鈾當(dāng)量混合物對(duì)一座在運(yùn)坎杜堆進(jìn)行了滿堆芯裝料。

　　若干成員國(guó)正在開(kāi)展超臨界水冷堆的研發(fā)，例如，加拿大超臨界水冷堆(重水慢化壓力管式反應(yīng)堆)和中國(guó)超臨界水冷堆CSR1000已完成概念設(shè)計(jì)，歐洲建立了歐洲高性能輕水堆的概念，俄羅斯正在對(duì)具有超臨界水冷卻劑參數(shù)的創(chuàng)新型水冷水慢化核電反應(yīng)堆進(jìn)行概念研究，其中包括采用快譜堆芯的可能性。

　　2.1.2 快堆

　　自1960年以來(lái)，世界各地一直在推行重大快堆計(jì)劃。國(guó)家和國(guó)際層面正在開(kāi)發(fā)若干創(chuàng)新型鈉冷快堆、鉛和鉛鉍共晶冷卻快堆和氣冷快堆，熔鹽快堆作為一種長(zhǎng)期方案正在開(kāi)發(fā)中。

　　通過(guò)在中國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、印度、日本、俄羅斯、英國(guó)和美國(guó)等一些國(guó)家開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)堆、原型堆、示范堆和商用堆的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行，最成熟的快堆技術(shù)即鈉冷快堆已有超過(guò)420堆-年的經(jīng)驗(yàn)。目前各國(guó)正在研發(fā)的快堆技術(shù)包括：俄羅斯的BN-800鈉冷快堆、多用途研究鈉冷快堆(MBIR)以及BREST-OD-300鉛冷快堆，印度的500 MWe原型快堆，中國(guó)的“麒麟一號(hào)”鉛基堆以及CFR-600鈉冷快堆，日本的創(chuàng)新型鈉冷快堆(JSFR)，法國(guó)鈉冷快堆工業(yè)原型堆(ASTRID)，比利時(shí)的鉛鉍冷卻堆(MYRRHA)，瑞典先進(jìn)鉛堆(SEALER)，第四代鉛冷快堆歐洲示范堆(ALFRED)和實(shí)驗(yàn)氣冷快堆(ALLEGRO)，美國(guó)泰拉能源公司的行波堆和熔鹽堆以及美國(guó)西屋公司的450 MWe創(chuàng)新型鉛冷小型模塊堆。

　　2.1.3 氣冷堆

　　英國(guó)繼續(xù)進(jìn)行14座先進(jìn)氣冷堆的商業(yè)運(yùn)行，并正在開(kāi)展延壽研究。許多成員國(guó)正在開(kāi)發(fā)具有固有安全特性的小型模塊化HTGR，這種反應(yīng)堆消除了對(duì)大多數(shù)專(zhuān)設(shè)能動(dòng)安全系統(tǒng)的需要。中國(guó)已建成球床模塊式高溫堆(HTR-PM)，沙特阿拉伯、波蘭和印度尼西亞有意部署HTGR，日本正在計(jì)劃重啟30 MWt的高溫工程試驗(yàn)堆，美國(guó)側(cè)重于鑒定先進(jìn)氣冷堆TRISO燃料以供未來(lái)部署以及在為先進(jìn)堆特別是HTGR建立新的許可證審批框架方面取得了進(jìn)展，歐洲委員會(huì)通過(guò)GEMINI+計(jì)劃、南非通過(guò)研發(fā)新的先進(jìn)高溫堆球床概念、韓國(guó)和俄羅斯通過(guò)開(kāi)發(fā)和維護(hù)關(guān)鍵技術(shù)繼續(xù)開(kāi)展HTGR相關(guān)活動(dòng)。

　　2.1.4 中小型堆或模塊堆

　　許多成員國(guó)對(duì)中小型堆或模塊堆越來(lái)越感興趣。這些新一代反應(yīng)堆的功率可高達(dá)300 MWe，其部件和系統(tǒng)可在工廠制造，然后以模塊形式在現(xiàn)場(chǎng)安裝。中小型堆或模塊堆著眼于那些大型反應(yīng)堆不可行的小型電力市場(chǎng)或能源市場(chǎng)，可滿足廣泛用戶和應(yīng)用對(duì)靈活發(fā)電的需求，包括替換老舊化石電廠，為小電網(wǎng)國(guó)家、偏遠(yuǎn)和離網(wǎng)地區(qū)提供電力，以及提供混合核能和可再生能源系統(tǒng)。它們也更適合于非電氣應(yīng)用中的局部使用或?qū)ｉT(mén)使用，例如工業(yè)過(guò)程、制氫和海水淡化用熱。

　　所有主要堆型的50多座中小型堆或模塊堆設(shè)計(jì)正在開(kāi)發(fā)中，其中三個(gè)處于建造后期階段：阿根廷27 MWe的CAREM-25(150～300 MWe一體化壓水堆CAREM原型堆)計(jì)劃在2019年啟動(dòng)調(diào)試;中國(guó)的HTR-PM計(jì)劃于2018年投入運(yùn)行;俄羅斯配備兩臺(tái)35 MWe KLT-40S壓水堆模塊的船載浮動(dòng)核電站計(jì)劃于2018年啟動(dòng)調(diào)試。

　　為了快速部署中小型堆或模塊堆，需要克服一些挑戰(zhàn)。首先，應(yīng)該有一個(gè)強(qiáng)健的監(jiān)管框架對(duì)體制問(wèn)題進(jìn)行監(jiān)管審查。技術(shù)挑戰(zhàn)包括：多模塊小型模塊堆電廠的控制室人員配備和人因工程，確定應(yīng)急規(guī)劃區(qū)的規(guī)模，制定新的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)以及建立有彈性的供應(yīng)鏈。此外，中小型堆或模塊堆的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力必須與備選方案相權(quán)衡，并通過(guò)規(guī)模經(jīng)濟(jì)來(lái)推行。國(guó)際合作和伙伴關(guān)系是推進(jìn)小型模塊堆發(fā)展和部署的關(guān)鍵。

　　2.1.5 創(chuàng)新型核能系統(tǒng)國(guó)際倡議

　　在過(guò)去的幾十年里，幾項(xiàng)關(guān)于創(chuàng)新型核能系統(tǒng)的國(guó)際倡議已經(jīng)啟動(dòng)，以幫助解決不斷增長(zhǎng)的能源需求、鈾燃料資源獲取、乏核燃料再循環(huán)以減少未來(lái)地質(zhì)處置負(fù)擔(dān)、提高熱效率、通過(guò)設(shè)計(jì)增強(qiáng)安全和抗擴(kuò)散的問(wèn)題。

　　IAEA于2000年設(shè)立的“創(chuàng)新型核反應(yīng)堆和燃料循環(huán)國(guó)際項(xiàng)目(INPRO)”將技術(shù)開(kāi)發(fā)商、供應(yīng)商和客戶匯聚起來(lái)，考慮采取國(guó)際和國(guó)家行動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)在核反應(yīng)堆和燃料循環(huán)方面所期望的革新，促進(jìn)核電的長(zhǎng)期可持續(xù)性。

　　第四代核能系統(tǒng)國(guó)際論壇(GIF)是一項(xiàng)研究下一代核反應(yīng)堆可行性和性能的國(guó)際合作，研發(fā)的核能系統(tǒng)有：氣冷快堆、超高溫反應(yīng)堆、超臨界水冷堆、鈉冷快堆、鉛冷快堆和熔鹽堆。

　　歐盟可持續(xù)核能技術(shù)平臺(tái)(SNETP)匯集了來(lái)自工業(yè)、研究、學(xué)術(shù)、安全、政府和非政府組織的100多名歐洲利益相關(guān)方，以促進(jìn)先進(jìn)裂變技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)和示范，實(shí)現(xiàn)“歐洲戰(zhàn)略能源技術(shù)計(jì)劃”。該平臺(tái)于2010年啟動(dòng)“歐洲可持續(xù)核工業(yè)倡議(ESNII)”以處理第四代快堆技術(shù)示范的需求。

　　設(shè)計(jì)無(wú)碳能源未來(lái)路線圖的最新國(guó)際倡議之一是經(jīng)合組織核能機(jī)構(gòu)(OECD/NEA)的“2050年核創(chuàng)新”，該倡議涉及許多OECD國(guó)家以及SNETP、GIF、WNA和IAEA的代表，目的是幫助確定全球核裂變研發(fā)優(yōu)先事項(xiàng)、推動(dòng)其實(shí)施并確定加強(qiáng)合作的機(jī)會(huì)。

　　2.1.6 核能的非電力應(yīng)用

　　核能的非電力應(yīng)用，也被稱為核能熱電聯(lián)產(chǎn)，正引起人們的興趣。熱電聯(lián)產(chǎn)可用于海水淡化、制氫、區(qū)域供熱、三次采油和其他工業(yè)應(yīng)用，也有助于確保能源安全、可持續(xù)性和應(yīng)對(duì)氣候變化。通過(guò)回收利用余熱，熱電聯(lián)產(chǎn)可使核電站的整體熱效率提高30%以上，如果用于供暖和運(yùn)輸，可將供暖和運(yùn)輸對(duì)環(huán)境的影響降低35%。研究表明，利用余熱的熱電聯(lián)產(chǎn)還可以抵消核能發(fā)電成本的很大一部分。

　　2.2 聚變

　　國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆項(xiàng)目(ITER)已取得重大進(jìn)展，大型部件和制造正在有條不紊進(jìn)行中，第一批等離子體將在2025年底前生產(chǎn)。另一個(gè)聚變能里程碑是德國(guó)馬克斯?普朗克等離子體物理研究所的優(yōu)化仿星器(W7-X)首次制造出等離子體。這臺(tái)機(jī)器的主要目的是按聚變相關(guān)參數(shù)示證穩(wěn)態(tài)等離子體運(yùn)行，從而驗(yàn)證該仿星器是可行的聚變發(fā)電廠概念。

　　有關(guān)聚變工程、一體化、電廠設(shè)計(jì)、材料和安全的幾個(gè)研發(fā)計(jì)劃仍在繼續(xù)。中國(guó)、歐洲和日本正在進(jìn)行大量有關(guān)聚變中子源的研發(fā)工作。由歐洲和日本聯(lián)合開(kāi)展的國(guó)際聚變材料輻照設(shè)施的工程驗(yàn)證和工程設(shè)計(jì)活動(dòng)旨在制定一個(gè)詳細(xì)、全面、完全一體化的工程設(shè)計(jì)，并驗(yàn)證國(guó)際聚變材料輻照設(shè)施每個(gè)子系統(tǒng)原型的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。鋰靶設(shè)施、低β半波諧振器和其他子系統(tǒng)的性能已得到驗(yàn)證。國(guó)際聚變材料輻照設(shè)施線性原型加速器計(jì)劃于2019年完成驗(yàn)證。

　　中國(guó)小型聚變中子源仍在建造中，預(yù)計(jì)到2018年底實(shí)現(xiàn)快中子通量達(dá)到1014 cm-2s-1。IAEA正在制定小型試樣測(cè)試技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)則，該技術(shù)將與聚變專(zhuān)用中子源一起用于材料選擇和鑒定程序中。

　　3 加速器和研究堆的應(yīng)用

　　3.1 加速器

　　離子束加速器最常見(jiàn)的應(yīng)用包括環(huán)境研究、生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用、文化遺產(chǎn)表征和出處鑒定、材料科學(xué)和放射性碳測(cè)齡。

　　全細(xì)胞超分辨率核顯微鏡，將具有幾兆電子伏離子能量的離子束加速器與精密聚焦系統(tǒng)相結(jié)合，可提供直徑為幾十納米的光束，使得有機(jī)會(huì)以遠(yuǎn)低于光學(xué)衍射極限的分辨率對(duì)全生物細(xì)胞進(jìn)行成像。聚焦系統(tǒng)和光檢測(cè)儀器的最新發(fā)展已使得在利用核微探針進(jìn)行生物成像方面取得進(jìn)展，有助于了解輻射對(duì)單活細(xì)胞的影響以及開(kāi)發(fā)新的療法和藥物。

　　離子束技術(shù)應(yīng)用在犯罪調(diào)查、食品安全與衛(wèi)生問(wèn)題、文化遺產(chǎn)人工制品和環(huán)境樣品領(lǐng)域也極其有用。通過(guò)放射性碳測(cè)齡確定絕對(duì)年齡對(duì)識(shí)別偽造物非常有用，現(xiàn)已成為文化遺產(chǎn)診斷學(xué)中一個(gè)非常成熟的工具。

　　中東實(shí)驗(yàn)科學(xué)和應(yīng)用中心的同步加速器光源向用戶輸出了第一束同步加速器光。該光源可以發(fā)出從紅外線到硬X射線波長(zhǎng)的高亮度輻射，供用于包括生物學(xué)、先進(jìn)材料、文化遺產(chǎn)和凝聚物質(zhì)物理學(xué)在內(nèi)的各種科學(xué)應(yīng)用。

　　3.2 研究堆

　　截至2017年12月31日，已在67個(gè)國(guó)家建造了797座民用研究堆。在運(yùn)研究堆中，俄羅斯數(shù)量最多(5座)，其次是美國(guó)(50座)、中國(guó)(17座)和日本(9座)。全球有57座研究堆以5 MW或更高的功率水平運(yùn)行，因而提供可支持高容量產(chǎn)品和服務(wù)的高中子通量。半數(shù)在運(yùn)研究堆都已超過(guò)40年，其壽期可達(dá)到或超過(guò)60年，目前最重要的是及時(shí)制訂適當(dāng)?shù)睦匣芾?、整修和現(xiàn)代化計(jì)劃。

　　目前，有7個(gè)國(guó)家正在建造新研究堆，還有若干成員國(guó)擁有建造新研究堆的正式計(jì)劃。在滿足福島事故后的新安全要求后，京都大學(xué)的KUCA零功率研究堆和5 MW KUR研究堆以及近畿大學(xué)的UTR零功率研究堆于2017年恢復(fù)運(yùn)行。韓國(guó)30 MW HANARO多用途研究堆在完成反應(yīng)堆廠房技術(shù)改造后于2017年12月恢復(fù)運(yùn)行。

　　迄今，有97座研究堆和2座醫(yī)用同位素生產(chǎn)設(shè)施已從使用高濃鈾轉(zhuǎn)換為低濃鈾或已確認(rèn)正在關(guān)閉。2017年，加納微堆從高濃鈾燃料轉(zhuǎn)換為低濃鈾燃料，經(jīng)輻照的高濃鈾燃料被返還中國(guó)。高密度低濃鈾燃料(如鈾-Mo)的開(kāi)發(fā)和質(zhì)量鑒定對(duì)轉(zhuǎn)換高通量、高性能研究堆非常必要，目前該方面已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展，在輻照試驗(yàn)、輻照后檢驗(yàn)和制造技術(shù)方面還需開(kāi)展進(jìn)一步的工作，以實(shí)現(xiàn)燃料的商業(yè)供應(yīng)。

　　2017年，全球用于Mo-99輻照和處理的一些研究堆的短暫停堆沒(méi)有導(dǎo)致Mo-99供應(yīng)短缺至影響患者。2017年，澳大利亞核科學(xué)技術(shù)組織完成了其新生產(chǎn)設(shè)施的建造。南非NTP放射性同位素公司宣布將其生產(chǎn)過(guò)程全面轉(zhuǎn)換為使用低濃鈾。兩個(gè)其他主要生產(chǎn)商即比利時(shí)放射性元素研究所和荷蘭Curium公司繼續(xù)在將生產(chǎn)過(guò)程從高濃鈾轉(zhuǎn)換為低濃鈾方面取得進(jìn)展。

　　4 其他方面

　　4.1 糧食和農(nóng)業(yè)

　　糧食和農(nóng)業(yè)方面的核應(yīng)用主要包括：①糧食和農(nóng)業(yè)核應(yīng)急準(zhǔn)備;②利用輻照開(kāi)發(fā)新型有效疫苗預(yù)防動(dòng)物和人畜共患疾病;③多同位素指紋識(shí)別從土壤到水體的農(nóng)業(yè)污染物來(lái)源。

　　4.2 人體健康

　　人體健康方面的核應(yīng)用主要包括：①立體定向放射治療，即高精度放射治療技術(shù);②核醫(yī)學(xué)用于診斷神經(jīng)精神病學(xué)中的阿爾茨海默氏病。

　　4.3 環(huán)境

　　IAEA正利用核技術(shù)和同位素技術(shù)評(píng)定塑料對(duì)海洋生物的影響。基于實(shí)驗(yàn)室的核技術(shù)，如利用放射性同位素作為微塑料示蹤劑，將提供關(guān)于各種塑料微粒及其隨附有毒污染物相互作用和影響的關(guān)鍵新資料

　　4.4 放射性同位素生產(chǎn)和輻射技術(shù)

　　α療法，即用含α發(fā)射體的放射性藥物治療癌癥等疾病。α粒子在活體組織中具有較高的傳能線密度和較短的射程范圍，一般僅有幾微米。因此，它們?yōu)樘囟ㄝ椪?通常在微米范圍)的靶細(xì)胞提供了更好的選擇。目前面臨的挑戰(zhàn)是如何將α發(fā)射體充分靠近靶細(xì)胞，以引起期望的靶向損傷。有潛力用于放射性藥物的各種α放射性核素包括Ac-225、Ra-224、Ra-223、Bi-213、Bi-212以及At-211。