永恒以来，一提到“核能”，东谈主们开首费神的即是安全问题。在这种配景下，具备本色安全、高效低碳、核废物减量等杰出上风的第四代核能反映堆，成为大众动力转型程度中，破解传统核电安全痛点、拓宽核能应用空间的重要冲破口。我国“十五五”霸术也明确提倡，要适当鼓励四代堆技巧研发与应用示范。

那么，到底什么是“四代堆”？它们又是怎样让核能更安全、更环保的？带着这些问题，科普中国研究了中国原子能科学接洽院的干系科研东谈主员。

什么是“第四代核能反映堆”

“第四代反映堆”最早由好意思国动力部在 20 世纪 90 年代末提倡。2001 年，好意思国王人集阿根廷、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。

“第四代反映堆”由 GIF 霸术，指面向 2030 年后商用的新一代核电技巧。四代堆是“创新性”的技巧阶梯，即从物理旨趣、冷却剂类型到燃料轮回方式都将发生根人道变化。肤浅来说，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 年追究加入 GIF 组织，深度参与第四代核能反映堆的外洋研发与技刚巧作。

“第四代反映堆”的六大优先研发堆型包括：

1 超高温气冷堆

“超高温”是指反映堆堆芯采用石墨、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”方式，反映堆采用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”是指反映堆运转在水的热力学临界点（374℃、22.1 兆帕）以上，水在此情状下成为兼具气液特色的单相流体，无欢悦相变。“水冷”则是指反映堆以超临界情状的轻水同期四肢冷却剂与慢化剂，不息传统核电站的水冷技巧阶梯，但参数与性能显赫升迁。

3 熔盐堆

是指采用熔融态氟化盐混杂物四肢核燃料载体与冷却剂的反映堆。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映，具有常压运转、高温输出的优点。

4 钠冷快堆

反映堆采用液态金属钠四肢堆芯冷却剂，替代传统核电站的水冷、气冷方式，导热智力强、责任温度高。“快堆”则是指反映堆不能立慢化剂，依靠高能中子径直看护链式裂变反映，无需延缓中子，快堆亦然昔时核能发展的庞杂标的。

5 铅冷快堆

一样是“快堆”类型，但堆芯冷却剂采用的是液态铅或铅铋合金。

6 气冷快堆

亦然“快堆”类型，划分于水冷、铅冷等冷却方式，反映堆采用氦气等惰性气体四肢堆芯冷却剂。

图片来源：开源证券接洽所

“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“第四代反映堆”设定的中枢成见是：

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：发电老本更低，效力更高（40%~50%，高于三代约 33%）。

可合手续性：铀欺骗率大幅升迁，核废物减量 90% 以上，赞成闭式燃料轮回。

防扩散：燃料与堆型缠绵责骂核材料扩散风险。

这些成见是怎样通过技巧缠绵具体兑现的呢？

先说“安全”，四代堆最杰出上风之一即是“固有安全”。所谓“固有安全”，芜俚来讲即是，即使在严重事故情况下，不需采取任何东谈主为和专设安全系统的搅扰，反映堆仍能保合手安全情状。因此，四代堆无需场外采取大界限东谈主员畏惧等进攻门径，可从根底上根绝大界限的发射性物资环境开释。

以钠冷快堆、铅冷快堆为例，它们用熔融的金属代替水四肢冷却剂。金属熔融物具有更高的传热效力，且在常压下就能责任，不像水冷堆需要承受巨大压力。同期，快堆配备了“非能动安全系统”，在停机事故发生后，开运体育中国app官方手机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“环保与可合手续性”，四代堆大致通过高效欺骗自然铀资源、大幅减少发射性废物、提供永恒清洁动力，兑现核能的可合手续发展。

具体来说，传统核电站关于自然铀资源的欺骗效力并不高，它欺骗铀-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，费奋发气也只吃到一小口，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”都欺骗起来，铀资源欺骗率从 1% 傍边提高到 60%~70%，原来只可用几十年的铀矿，能用上千年。

不仅如斯，四代堆还能兑现核废物大幅减量且愈加安全。平方核电站会束缚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“鼎新”，使得剩下的废物辐射寿命大幅缩小，也更容易处治。以快堆为例，一座快堆不错赞成 5~6 座同功率压水堆的次量锕系核素（MA）嬗变，使发射性废物对环境的辐射影响时刻缩小 100 倍，废物量也同期大大减少。

图片来源：开源证券接洽所

除了发电，四代堆的高温特色，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样式即是个典型例子。这是大众首个核能与石化产业大界限耦合的创新样式。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，灵验缓解高耗能产业减排脱碳压力。

我国“核能四代堆”的研发赢得了哪些发达？

核电站建立频频校服“本质堆→原型堆→示范堆→商用堆”的旅途，绝顶于从本质室考据到大界限贸易化应用这么一个“打怪升级”进程。现在俄罗斯、好意思国、法国、日本等国度都开展了四代堆的技巧攻关，部分堆型建成了贸易化运转的电厂。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贸易化智力，赢得多项建立效果。

1 钠冷快堆——中国原子能科学接洽院

钠冷快堆是现在运转锻真金不怕火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，中国原子能科学接洽院建成了本质快堆。2024 年，一体化闭式轮回快堆创新王人集体成立。在 2035 年傍边将兑现一体化快堆工程示范，具备贸易化应用条款。

2 高温气冷堆——石岛湾高温气冷堆

2003 年清华大学建成本质堆。2023 年，山东石岛湾 20 万千瓦级贸易示范电站追究投运，这是大众首座插足贸易运转的第四代核电站，符号着中国在第四代核能技巧研发和应用界限达到天下超过水平。

3 钍基熔盐堆——中国科学院上海应用物理接洽所

2025 年，中科院上海应用物理接洽所牵头建成的 2 兆瓦（热功率）液态燃料钍基熔盐本质堆，初度兑现堆内钍‑铀核燃料诊疗，符号我国成为现在外洋上独一运转并兑现钍燃料入堆的熔盐堆的国度。

2兆瓦液态燃料钍基熔盐本质堆厂房。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急、莽撞环境挑战的中枢标的，而核电四肢牢固可靠的低碳动力，在大众动力结构中占据着不可替代的地位。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，其他国度也都在重启或扩建核电样式。

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第四代核电技巧的冲破与落地，不仅丰富了我国新式动力体系的供给步地，更弥补了风电、光伏等新动力间歇性、波动性的短板，兑现“清洁发电+多元欺骗”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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解读各人丨苏豪展 中国原子能科学接洽院 助理接洽员

审核丨刘丛林 中国核工业集团有限公司首席科学家开运(中国)官方app