近年來，我國核電技術(shù)快速發(fā)展，已進(jìn)入世界核電技術(shù)第一方陣。不久前，中國核能行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布了《中國核能發(fā)展報(bào)告2024》藍(lán)皮書，藍(lán)皮書顯示，截至目前，我國在建核電機(jī)組26臺(tái)，總裝機(jī)容量3030萬千瓦，在建數(shù)量和裝機(jī)容量均保持世界第一。

以“華龍一號(hào)”“國和一號(hào)”為代表的自主第三代核電技術(shù)在我國正有序部署。與此同時(shí)，中國在第四代核電技術(shù)的多個(gè)技術(shù)方向上取得了突破性進(jìn)展。

全球首座投入商業(yè)運(yùn)行的第四代核電站——石島灣高溫氣冷堆示范工程，自去年12月投產(chǎn)以來，發(fā)電量已經(jīng)超過6.5億度，這也標(biāo)志著我國在第四代核電技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域達(dá)到世界領(lǐng)先水平，這也是我國在核能技術(shù)方面領(lǐng)先世界的創(chuàng)舉。

四代核電高溫氣冷堆 更安全的未來能源

石島灣高溫氣冷堆示范工程位于山東省榮成市，是中國具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國家重大科技專項(xiàng)標(biāo)志性成果，也是全球首座第四代核電站，該工程裝機(jī)容量20萬千瓦，發(fā)電量足以滿足20萬戶家庭的用電需求。

高溫氣冷堆，包括高溫、氣冷兩個(gè)關(guān)鍵詞。高溫是指反應(yīng)堆堆芯采用石墨、陶瓷等耐高溫材料，使得堆芯溫度可以達(dá)到將近1000攝氏度；“氣冷”則是指反應(yīng)堆采用惰性氣體氦氣進(jìn)行堆芯冷卻和傳熱，不同于傳統(tǒng)核電站的“水冷”方式。氦氣在高溫環(huán)境下不容易與反應(yīng)堆中的其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，因此叫作高溫氣冷堆。

石島灣高溫氣冷堆示范工程是全世界首次在商業(yè)規(guī)模核電站上實(shí)現(xiàn)了“固有安全”，簡(jiǎn)單說就是，即使突發(fā)故障或遭遇嚴(yán)重外部事件，在不靠人為干預(yù)和應(yīng)急冷卻的情況下，反應(yīng)堆堆芯也不會(huì)熔化，放射性也不會(huì)大量外泄。從根本上解決了核能安全利用的世界級(jí)難題。

四代核電分六種堆型各有優(yōu)勢(shì)

第四代核能系統(tǒng)的目標(biāo)，就是使核電具有更好的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)性、安全和可靠性，要求燃料利用率高、廢物產(chǎn)生量小，它也是全球核能產(chǎn)業(yè)下一步發(fā)展的方向。在國際上，第四代核能系統(tǒng)一共有六種堆型，包括氣冷快堆、鉛冷快堆、鈉冷快堆、熔鹽堆、超臨界水堆和高溫氣冷堆。這些堆型都有什么特點(diǎn)，各自有哪些優(yōu)勢(shì)？

高溫氣冷堆具有固有安全性，發(fā)電效率高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、用途廣泛，在核能發(fā)電、熱電冷聯(lián)產(chǎn)等領(lǐng)域商業(yè)化應(yīng)用前景廣闊。

此外，鈉冷快堆是目前運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)最豐富的先進(jìn)核能系統(tǒng)，也是我國正在重點(diǎn)發(fā)展的堆型之一。中核集團(tuán)原子能科學(xué)研究院的實(shí)驗(yàn)快堆，就是我國第四代鈉冷快堆的研發(fā)平臺(tái)。它采用鈉為冷卻劑，因而也被稱作“鈉冷快堆”。

快堆采用了非能動(dòng)的停堆技術(shù)，也就是在遇到意外事故要停堆的情況下，只需要靠溫度變化或者重力，就能實(shí)現(xiàn)主動(dòng)停堆，而不需要人為干預(yù)。除了更安全，快堆的主要優(yōu)勢(shì)是可以充分利用鈾資源，鈾資源利用率可以比三代堆提高60倍以上。

中國其他第四代核電技術(shù)掃描

除了快堆、高溫氣冷堆，在第四代核能系統(tǒng)的六種反應(yīng)堆中，我國還進(jìn)行了哪些研究？進(jìn)展如何？

山東石島灣高溫氣冷堆示范電站投入商業(yè)運(yùn)行后，新的商業(yè)化高溫氣冷堆項(xiàng)目已在我國若干省份啟動(dòng)。

此外，中科院研發(fā)的甘肅武威釷基熔鹽堆，即將建成小型實(shí)驗(yàn)堆。我國鉛冷快堆和超臨界水堆都正在研發(fā)中。與此同時(shí)，我國正在加快一體化快堆的工程研制。

我國的一體化快堆在2040年前后有望開始規(guī)?；l(fā)展，成為新開工的核電機(jī)型主力，解決我國核能可持續(xù)發(fā)展、核燃料長(zhǎng)期安全有效供應(yīng)的問題。