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世界核電技術已基本完成向三代的轉型升級，進入四代技術研發與部分堆型的工程示范驗證階段。先進小型模塊化反應堆、第四代核能系統以及熱核聚變堆成為全球先進核能技術研發焦點。

核能安全性不斷提升，離不開先進技術的加速迭代和強有力支撐。

中國核能行業協會日前發布的《先進核能技術發展年度報告（2022）》（以下簡稱《報告》）顯示，世界核電技術已基本完成向三代的轉型升級，進入四代技術研發與部分堆型的工程示范驗證階段。先進小型模塊化反應堆、第四代核能系統以及熱核聚變堆成為全球先進核能技術研發焦點。

中國核能行業協會專家委員會主任、中國工程院院士葉奇蓁表示，在全球低碳能源轉型大背景下，核能發展對保障能源安全、實現“雙碳”目標具有重大意義。中國將堅持在確保安全的前提下積極有序發展核電的方針政策，不斷加強核能科技創新，積極參與先進核能國際合作，持續推動核能安全和高質量發展。

三代核電持續優化改進

國家能源局、科技部2021年聯合印發《“十四五”能源領域科技創新規劃》，其中“安全高效核能技術”重點任務明確指出，圍繞提升核電技術裝備水平及項目經濟性，開展三代核電關鍵技術優化研究，支撐建立標準化型號和型號譜系。

“中國要調整能源結構，批量化發展核電，必須發展先進核電。從短期看，三代先進壓水堆仍然是未來幾十年的主力機型，不可替代。”國家電投“國和一號”總設計師鄭明光表示，先進三代核電在經濟上更具競爭力，同時設置完整的嚴重事故預防與緩解能力，消除大規模放射性釋放的可能性，排除了核電風險對環境與公眾的放射性危害。

鄭明光介紹，“國和一號”是三代核電自主化和國家科技重大專項的標志性成果，其采用世界上最嚴格的安全和環保標準，經濟性優于同等級機組，是代表世界三代核電先進水平的技術型號。

在安全性方面，“國和一號”采用的非能動技術可大大提高機組安全性與經濟性。“能動技術是指必須依靠能動設備(有源設備)的運行技術，而非能動技術是指可依靠重力等自然因素完成運行。先進非能動核電在事故工況下72小時無須人為干預，就能夠保證反應堆安全，可取消場外應急。”鄭明光介紹。

與此同時，下一代反應堆技術獨特的安全性等優勢在小堆領域具備獨特應用價值。我國小堆技術近年發展迅速，高溫氣冷堆、釷基熔鹽等小型堆領域走在世界前列。另外，國內核電企業、科研院所和高校等研發的10種小堆已收錄于國際原子能機構小型模塊化反應堆技術進展2022版手冊中里，其中水冷型小堆7種，非水冷型小堆（高溫氣冷堆、熔鹽堆）3種。

葉奇蓁表示，在供熱領域，近期以發展小型壓水堆為主，因其安全性較高，可設置在城市近郊，特別是可利用退役的燃煤熱電站廠址建設模塊化的熱電聯供小堆，使其經濟性得到提高。“建議加快模塊化小堆開發部署，實現低碳發電、供熱和制氫成本效益。”

四代技術具備固有安全性

2001年成立的第四代核能系統國際論壇（GIF）提出“可持續性、經濟性、安全與可靠性、廢物最小化、防擴散和實體保護”六大領域的技術目標和相關評估指標。我國自2006年正式成為其成員國后，積極參與鈉冷快堆、超高溫氣冷堆、鉛冷快堆、超臨界水堆、熔鹽堆五種堆型的合作研發，其中鈉冷快堆、超高溫氣冷堆已經開展工程示范。

鄭明光認為，四代核電是擁有固有安全、高增值比、高熱效率、防核擴散、廢物最小化的特征性指標要求，需要具備三個以上的特征方能稱為四代核電。

據清華大學高溫氣冷堆總設計師張作義介紹，位于山東榮成的我國第四代高溫氣冷堆核電項目——石島灣球床模塊式高溫氣冷堆核電站示范工程具備極致的固有安全（兩不靠兩不會），即反應性控制不靠緊急停堆系統、衰變熱載出不靠應急冷卻系統，還要具備放射性包容，即反應堆不會熔化、不會造成放射性大量釋放。

“2023年以來，高溫氣冷堆示范工程已穩定運行超100天。”張作義透露，后續在調整部分控制參數后有望進入商運。

葉奇蓁認為，發展多模塊高溫氣冷堆核電機組，要滿足不同市場的需要。“特別是與壓水堆核電機組相結合，利用高溫氣冷堆過熱壓水堆生產的蒸汽，為石化企業提供400攝氏度-500攝氏度的工業用汽，提高核能供汽的經濟性。同時，要繼續加大對氦氣直接透平布雷頓循環的研究力度，提升高溫氣冷堆發電效率；推動高溫氣冷堆堆芯出口溫度進一步提高，實現核能制氫。”

可靠產業鏈支撐安全

技術突破靠研發，更離不開安全可靠的產業鏈支撐。其中，國產化率超過85%是國家科技重大專項大型先進壓水堆總體目標。

據了解，通過140多個方案的互動與迭代，國家電投基于設計分析能力、試驗研究能力以及材料裝備研制供應能力等，最終形成先進型號，并牽引產業實現二代向三代的跨越，形成完整產業鏈體系。

鄭明光表示，建成三代核電裝備產業鏈體系，在關鍵技術、關鍵設備、關鍵材料全面實現自主化、國產化，不存在任何卡脖子問題。同時，國產化產業鏈有效解決了疫情和國際形勢下少量進口設備交付不及時風險，確保工程進展，同時促進國際合作與有序競爭，避免壟斷且增加國際核電事業的發展能力與產能規模。

《中國能源報》記者還了解到，核反應堆技術更高經濟性、安全性的代際演進伴隨著對高性能核燃料和材料的持續追求。

葉奇蓁指出，我國需高度重視燃料和材料在核能技術發展中的驅動作用，進一步加強先進核燃料與材料科技創新、產業轉化的長效發展和統籌協調機制建設。“例如，建立自主化先進燃料研制聯合協同機制，充分利用各方優勢資源，有序開展ATF燃料等先進燃料及材料自主化、國產化工作，集中力量打造具有國際競爭力的燃料品牌。”