永恒以来，一提到“核能”，东谈主们开端记念的即是安全问题。在这种配景下，具备本色安全、高效低碳、核废物减量等隆起上风的第四代核能反馈堆，成为大众动力转型进度中，破解传统核电安全痛点、拓宽核能应用空间的重要打破口。我国“十五五”筹备也明确提议，要稳当鞭策四代堆时期研发与应用示范。

那么，到底什么是“四代堆”？它们又是怎样让核能更安全、更环保的？带着这些问题，科普中国相干了中国原子能科学筹商院的相关科研东谈主员。

什么是“第四代核能反馈堆”

“第四代反馈堆”最早由好意思国动力部在 20 世纪 90 年代末提议。2001 年，好意思国聚首阿根廷、法国、日本等 9 个国度成立“第四代核能系统外洋论坛”（简称 GIF），并于 2002 年追究采选六大优先研发堆型。

“第四代反馈堆”由 GIF 筹备，指面向 2030 年后商用的新一代核电时期。四代堆是“创新性”的时期阶梯，即从物理旨趣、冷却剂类型到燃料轮回格式王人将发生根人性变化。简便来说，它是核能时期的“升级版”，比之前的核能时期更安全、更省钱、更环保，况且防核扩散。

我国于 2006 年追究加入 GIF 组织，深度参与第四代核能反馈堆的外洋研发与时期勾通。

“第四代反馈堆”的六大优先研发堆型包括：

1 超高温气冷堆

“超高温”是指反馈堆堆芯接收石墨、陶瓷等耐高温材料，使得堆芯温度不错达到近 1000 摄氏度。“气冷”则是指不同于传统核电站的“水冷”格式，反馈堆接收惰性气体氦气进行堆芯冷却和传热。

图片来源：央视新闻

2 超临界水冷堆

“超临界”是指反馈堆运转在水的热力学临界点（374℃、22.1 兆帕）以上，水在此现象下成为兼具气液特质的单相流体，无欢畅相变。“水冷”则是指反馈堆以超临界现象的轻水同期看成冷却剂与慢化剂，接续传统核电站的水冷时期阶梯，但参数与性能显贵普及。

3 熔盐堆

是指接收熔融态氟化盐夹杂物看成核燃料载体与冷却剂的反馈堆。有别于传统核电固态燃料+水冷/气冷的模式，熔盐堆的堆芯无需固态燃料结构，依靠流动的高温熔盐承载核裂变反馈，具有常压运转、高温输出的优点。

4 钠冷快堆

反馈堆接收液态金属钠看成堆芯冷却剂，替代传统核电站的水冷、气冷格式，导热才气强、责任温度高。“快堆”则是指反馈堆不建设慢化剂，依靠高能中子径直守护链式裂变反馈，无需降速中子，快堆亦然畴前核能发展的要紧认识。

5 铅冷快堆

同样是“快堆”类型，但堆芯冷却剂接收的是液态铅或铅铋合金。

6 气冷快堆

亦然“快堆”类型，辞别于水冷、铅冷等冷却格式，反馈堆接收氦气等惰性气体看成堆芯冷却剂。

图片来源：开源证券筹商所

“核能四代堆”是怎样让核能更安全、更环保的？

第四代核能系统外洋论坛对“第四代反馈堆”设定的中枢指标是：

安全性：固有安全，顶点事故无需场外救急，堆芯熔毁概率极低。

经济性：发电老本更低，效能更高（40%~50%，高于三代约 33%）。

可抓续性：铀运用率大幅普及，核废物减量 90% 以上，撑抓闭式燃料轮回。

防扩散：燃料与堆型盘算批驳核材料扩散风险。

这些指标是怎样通落后期盘算具体已毕的呢？

先说“安全”，四代堆最隆起上风之一即是“固有安全”。所谓“固有安全”，庸碌来讲即是，即使在严重事故情况下，不需采纳任何东谈主为和专设安全系统的滋扰，反馈堆仍能保抓安全现象。因此，四代堆无需场外采纳大范围东谈主员除掉等要紧步伐，可从根柢上根绝大范围的辐射性物资环境开释。

以钠冷快堆、铅冷快堆为例，它们用熔融的金属代替水看成冷却剂。金属熔融物具有更高的传热效能，且在常压下就能责任，不像水冷堆需要承受宏大压力。同期，快堆配备了“非能动安全系统”，在停机事故发生后，NBA篮球下注app官方最新版堆芯余热不错依靠冷却剂的当然轮回被排出，大大提高了核电站的安全性。

再说“环保与可抓续性”，四代堆粗略通过高效运用自然铀资源、大幅减少辐射性废物、提供永恒清洁动力，已毕核能的可抓续发展。

具体来说，传统核电站关于自然铀资源的运用效能并不高，它运用铀-235的裂变来产生能量，但铀-235 在自然铀中的占比仅有 0.714% ，就像是吃一个皮厚肉少的文旦，费奋勉气也只吃到一小口，更多的部分被丢弃了。而四代堆能把这些“正本要被丢弃的果皮、果核”王人运用起来，铀资源运用率从 1% 傍边提高到 60%~70%，正本只可用几十年的铀矿，能用上千年。

不仅如斯，四代堆还能已毕核废物大幅减量且愈加安全。浅近核电站会不停产生需要深埋地底存放几万、几十万年的长命命核废物，四代堆则能把这类高危害、长命命的核废物当燃料“烧掉”或者“转换”，使得剩下的废物辐射寿命大幅裁汰，也更容易料理。以快堆为例，一座快堆不错撑抓 5~6 座同功率压水堆的次量锕系核素（MA）嬗变，使辐射性废物对环境的辐射影响时期裁汰 100 倍，废物量也同期大大减少。

图片来源：开源证券筹商所

除了发电，四代堆的高温特质，让它不错“一专多能”，举例核能制氢、工业用热、海水淡化、城市供暖等。

2024 年获批的江苏徐圩核电技俩即是个典型例子。这是大众首个核能与石化产业大范围耦合的创新技俩。核电厂不仅不错发电，还不错为连云港的石化基地供应工业蒸汽，每年将供气 3250 万吨、减少二氧化碳排放 1960 万吨，有用缓解高耗能产业减排脱碳压力。

我国“核能四代堆”的研发得回了哪些浮现？

核电站确立频频辞退“现实堆→原型堆→示范堆→商用堆”的旅途，颠倒于从现实室考据到大范围生意化应用这么一个“打怪升级”流程。现在俄罗斯、好意思国、法国、日本等国度王人开展了四代堆的时期攻关，部分堆型建成了生意化运转的电厂。中国在钠冷快堆、高温气冷堆和钍基熔盐堆等方面具备工程化与生意化才气，得回多项确立效果。

1 钠冷快堆——中国原子能科学筹商院

钠冷快堆是现在运转教训最丰富的先进核能系统，亦然我国正在要点发展的堆型之一。2010 年，中国原子能科学筹商院建成了现实快堆。2024 年，一体化闭式轮回快堆创新聚首体成立。在 2035 年傍边将已毕一体化快堆工程示范，具备生意化应用条目。

2 高温气冷堆——石岛湾高温气冷堆

2003 年清华大学建成现实堆。2023 年，山东石岛湾 20 万千瓦级生意示范电站追究投运，这是大众首座参加生意运转的第四代核电站，象征着中国在第四代核能时期研发和应用规模达到天下朝上水平。

3 钍基熔盐堆——中国科学院上海应用物理筹商所

2025 年，中科院上海应用物理筹商所牵头建成的 2 兆瓦（热功率）液态燃料钍基熔盐现实堆，初度已毕堆内钍‑铀核燃料一样，象征我国成为现在外洋上独一运转并已毕钍燃料入堆的熔盐堆的国度。

2兆瓦液态燃料钍基熔盐现实堆厂房。图片来源：新华社

总的来说，在大众动力转型和“双碳”大趋势下，清洁、高效、安全的新动力是破解动力危境、应酬环境挑战的中枢认识，而核电看成安谧可靠的低碳动力，在大众动力结构中占据着不成替代的地位。近两年，AI 算力竞赛更是带来了前所未有的电力需求，大众范围内，其他国度也王人在重启或扩建核电技俩。

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第四代核电时期的打破与落地，不仅丰富了我国新式动力体系的供给表情，更弥补了风电、光伏等新动力间歇性、波动性的短板，已毕“清洁发电+多元运用”的协同发展，能更好地助力我国构建清洁低碳、安全高效的动力体系新结构。

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解读行家丨苏豪展 中国原子能科学筹商院 助理筹商员

审核丨刘丛林 中国核工业集团有限公司首席科学家篮球投注app