永久以来，一提到“核能”，东说念主们最先费心的等于安全问题。在这种布景下，具备骨子安全、高效低碳、核废物减量等杰出上风的第四代核能反馈堆，成为人人动力转型程度中，破解传统核电安全痛点、拓宽核能应用空间的环节打破口。我国“十五五”策动也明确提议，要妥当鼓舞四代堆技巧研发与应用示范。

那么，到底什么是“四代堆”？它们又是若何让核能更安全、更环保的？带着这些问题，科普中国盘问了中国原子能科学讨论院的相关科研东说念主员。

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，好意思国连合阿根廷、法国、日本等 9 个国度成立“第四代核能系统国外论坛”（简称 GIF），并于 2002 年慎重采取六大优先研发堆型。

“第四代反馈堆”由 GIF 策动，指面向 2030 年后商用的新一代核电技巧。四代堆是“翻新性”的技巧阶梯，即从物理旨趣、冷却剂类型到燃料轮回款式王人将发生根人道变化。简便来说，它是核能技巧的“升级版”，比之前的核能技巧更安全、更省钱、更环保，何况防核扩散。

我国于 2006 年慎重加入 GIF 组织，深度参与第四代核能反馈堆的国外研发与技正好作。

“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”款式，反馈堆接收惰性气体氦气进行堆芯冷却和传热。

图片着手：央视新闻

2 超临界水冷堆

“超临界”是指反馈堆入手在水的热力学临界点（374℃、22.1 兆帕）以上，水在此景象下成为兼具气液特点的单相流体，无繁荣相变。“水冷”则是指反馈堆以超临界景象的轻水同期看成冷却剂与慢化剂，不竭传统核电站的水冷技巧阶梯，但参数与性能权贵晋升。

3 熔盐堆

是指接收熔融态氟化盐羼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，具有常压入手、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、气冷款式，导热智商强、职责温度高。“快堆”则是指反馈堆不树立慢化剂，依靠高能中子凯旋保管链式裂变反馈，无需降速中子，快堆亦然已往核能发展的首要所在。

5 铅冷快堆

相通是“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，区分于水冷、铅冷等冷却款式，反馈堆接收氦气等惰性气体看成堆芯冷却剂。

图片着手：开源证券讨论所

“核能四代堆”是若何让核能更安全、更环保的？

第四代核能系统国外论坛对“第四代反馈堆”设定的中枢意见是：

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：发电本钱更低，效劳更高（40%~50%，高于三代约 33%）。

可捏续性：铀欺诈率大幅晋升，核废物减量 90% 以上，撑捏闭式燃料轮回。

防扩散：燃料与堆型假想指责核材料扩散风险。

这些意见是若何通过技巧假想具体杀青的呢？

先说“安全”，四代堆最杰出上风之一等于“固有安全”。所谓“固有安全”，泛泛来讲等于，即使在严重事故情况下，不需遴荐任何东说念主为和专设安全系统的侵犯，反馈堆仍能保捏安全景象。因此，四代堆无需场外遴荐大范围东说念主员撤除等紧迫模范，可从根柢上阻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劳，且在常压下就能职责，不像水冷堆需要承受渊博压力。同期，快堆配备了“非能动安全系统”，在停机事故发生后，HG官网(HoGaming)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“环保与可捏续性”，四代堆大要通过高效欺诈自然铀资源、大幅减少辐射性废物、提供永久清洁动力，杀青核能的可捏续发展。

具体来说，传统核电站关于自然铀资源的欺诈效劳并不高，它欺诈铀-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，费发愤气也只吃到一小口，更多的部分被丢弃了。而四代堆能把这些“原来要被丢弃的果皮、果核”王人欺诈起来，铀资源欺诈率从 1% 支配提高到 60%~70%，原来只可用几十年的铀矿，能用上千年。

不仅如斯，四代堆还能杀青核废物大幅减量且愈加安全。平时核电站会不断产生需要深埋地底存放几万、几十万年的龟龄命核废物，四代堆则能把这类高危害、龟龄命的核废物当燃料“烧掉”或者“调动”，使得剩下的废物辐射寿命大幅裁汰，也更容易处置。以快堆为例，一座快堆不错撑捏 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间裁汰 100 倍，废物量也同期大大减少。

图片着手：开源证券讨论所

除了发电，四代堆的高温特点，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等于个典型例子。这是人人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”的研发获得了哪些发扬？

核电站设立时时驯顺“试验堆→原型堆→示范堆→商用堆”的旅途，相配于从试验室考据到大范围买卖化应用这么一个“打怪升级”历程。当今俄罗斯、好意思国、法国、日本等国度王人开展了四代堆的技巧攻关，部分堆型建成了买卖化入手的电厂。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买卖化智商，获得多项设立后果。

1 钠冷快堆——中国原子能科学讨论院

钠冷快堆是当今入手训诫最丰富的先进核能系统，亦然我国正在重心发展的堆型之一。2010 年，中国原子能科学讨论院建成了试验快堆。2024 年，一体化闭式轮回快堆创新连合体成立。在 2035 年支配将杀青一体化快堆工程示范，具备买卖化应用条款。

2 高温气冷堆——石岛湾高温气冷堆

2003 年清华大学建成试验堆。2023 年，山东石岛湾 20 万千瓦级买卖示范电站慎重投运，这是人人首座参加买卖入手的第四代核电站，标记着中国在第四代核能技巧研发和应用边界达到天下超越水平。

3 钍基熔盐堆——中国科学院上海应用物理讨论所

2025 年，中科院上海应用物理讨论所牵头建成的 2 兆瓦（热功率）液态燃料钍基熔盐试验堆，初度杀青堆内钍‑铀核燃料诊治，标记我国成为当今国外上独一入手并杀青钍燃料入堆的熔盐堆的国度。

2兆瓦液态燃料钍基熔盐试验堆厂房。图片着手：新华社

总的来说，在人人动力转型和“双碳”大趋势下，清洁、高效、安全的新动力是破解动力危急、应答环境挑战的中枢所在，而核电看成雄厚可靠的低碳动力，在人人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，人人范围内，其他国度也王人在重启或扩建核电技俩。

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第四代核电技巧的打破与落地，不仅丰富了我国新式动力体系的供给姿首，更弥补了风电、光伏等新动力间歇性、波动性的短板，杀青“清洁发电+多元欺诈”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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解读大师丨苏豪展 中国原子能科学讨论院 助理讨论员

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