永久以来，一提到“核能”，东说念主们滥觞挂牵的便是安全问题。在这种布景下，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响应堆，成为寰球动力转型进度中，破解传统核电安全痛点、拓宽核能应用空间的关键冲破口。我国“十五五”权谋也明确冷落，要适应鞭策四代堆本事研发与应用示范。

那么，到底什么是“四代堆”？它们又是怎么让核能更安全、更环保的？带着这些问题，科普中国探讨了中国原子能科学说合院的干系科研东说念主员。

什么是“第四代核能响应堆”

“第四代响应堆”最早由好意思国动力部在 20 世纪 90 年代末冷落。2001 年，好意思国联结阿根廷、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 年厚爱遴选六大优先研发堆型。

“第四代响应堆”由 GIF 权谋，指面向 2030 年后商用的新一代核电本事。四代堆是“改进性”的本事道路，即从物理旨趣、冷却剂类型到燃料轮回形态齐将发生根人道变化。浅易来说，它是核能本事的“升级版”，比之前的核能本事更安全、更省钱、更环保，而且防核扩散。

我国于 2006 年厚爱加入 GIF 组织，深度参与第四代核能响应堆的国外研发与本事招引。

“第四代响应堆”的六大优先研发堆型包括：

1 超高温气冷堆

“超高温”是指响应堆堆芯罗致石墨、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”形态，响应堆罗致惰性气体氦气进行堆芯冷却和传热。

图片开头：央视新闻

2 超临界水冷堆

“超临界”是指响应堆驱动在水的热力学临界点（374℃、22.1 兆帕）以上，水在此景色下成为兼具气液特点的单相流体，无欢娱相变。“水冷”则是指响应堆以超临界景色的轻水同期行动冷却剂与慢化剂，陆续传统核电站的水冷本事道路，但参数与性能显耀栽种。

3 熔盐堆

是指罗致熔融态氟化盐搀杂物行动核燃料载体与冷却剂的响应堆。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响应，具有常压驱动、高温输出的优点。

4 钠冷快堆

响应堆罗致液态金属钠行动堆芯冷却剂，替代传统核电站的水冷、气冷形态，导热才略强、职责温度高。“快堆”则是指响应堆不竖立慢化剂，依靠高能中子获胜看守链式裂变响应，无需延缓中子，快堆亦然夙昔核能发展的宽敞标的。

5 铅冷快堆

雷同是“快堆”类型，但堆芯冷却剂罗致的是液态铅或铅铋合金。

6 气冷快堆

亦然“快堆”类型，差别于水冷、铅冷等冷却形态，响应堆罗致氦气等惰性气体行动堆芯冷却剂。

图片开头：开源证券说合所

“核能四代堆”是怎么让核能更安全、更环保的？

第四代核能系统国外论坛对“第四代响应堆”设定的中枢认识是：

安全性：固有安全，极点事故无需场外救急，堆芯熔毁概率极低。

经济性：发电资本更低，着力更高（40%~50%，高于三代约 33%）。

可抓续性：铀期骗率大幅栽种，核废物减量 90% 以上，相沿闭式燃料轮回。

防扩散：燃料与堆型策画责怪核材料扩散风险。

这些认识是怎么通过本事策画具体杀青的呢？

先说“安全”，四代堆最杰出上风之一便是“固有安全”。所谓“固有安全”，平庸来讲便是，即使在严重事故情况下，不需选拔任何东说念主为和专设安全系统的过问，响应堆仍能保抓安全景色。因此，四代堆无需场外选拔大限度东说念主员猬缩等进攻规律，可从根柢上阻绝大限度的辐照性物资环境开释。

以钠冷快堆、铅冷快堆为例，它们用熔融的金属代替水行动冷却剂。金属熔融物具有更高的传热着力，且在常压下就能职责，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，金年会(JinNianHui)体育官网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”，四代堆或者通过高效期骗自然铀资源、大幅减少辐照性废物、提供永久清洁动力，杀青核能的可抓续发展。

具体来说，传统核电站关于自然铀资源的期骗着力并不高，它期骗铀-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，费悉力气也只吃到一小口，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”齐期骗起来，铀资源期骗率从 1% 把握提高到 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。闲居核电站会不休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“转化”，使得剩下的废物辐射寿命大幅缩小，也更容易经管。以快堆为例，一座快堆不错相沿 5~6 座同功率压水堆的次量锕系核素（MA）嬗变，使辐照性废物对环境的辐射影响时辰缩小 100 倍，废物量也同期大大减少。

图片开头：开源证券说合所

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名目便是个典型例子。这是寰球首个核能与石化产业大限度耦合的创新名目。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”的研发获得了哪些发扬？

核电站树立频繁遵照“现实堆→原型堆→示范堆→商用堆”的旅途，尽头于从现实室考据到大限度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、日本等国度齐开展了四代堆的本事攻关，部分堆型建成了买卖化驱动的电厂。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才略，获得多项树立后果。

1 钠冷快堆——中国原子能科学说合院

钠冷快堆是当今驱动考验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，中国原子能科学说合院建成了现实快堆。2024 年，一体化闭式轮回快堆创新联结体成立。在 2035 年把握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 年清华大学建成现实堆。2023 年，山东石岛湾 20 万千瓦级买卖示范电站厚爱投运，这是寰球首座干预买卖驱动的第四代核电站，标识着中国在第四代核能本事研发和应用畛域达到寰宇超越水平。

3 钍基熔盐堆——中国科学院上海应用物理说合所

2025 年，中科院上海应用物理说合所牵头建成的 2 兆瓦（热功率）液态燃料钍基熔盐现实堆，初次杀青堆内钍‑铀核燃料诊疗，标识我国成为当今国外上独一驱动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现实堆厂房。图片开头：新华社

总的来说，在寰球动力转型和“双碳”大趋势下，清洁、高效、安全的新动力是破解动力危急、搪塞环境挑战的中枢标的，而核电行动褂讪可靠的低碳动力，在寰球动力结构中占据着不行替代的地位。近两年，AI 算力竞赛更是带来了前所未有的电力需求，寰球范围内，其他国度也齐在重启或扩建核电名目。

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第四代核电本事的冲破与落地，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，杀青“清洁发电+多元期骗”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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解读民众丨苏豪展 中国原子能科学说合院 助理说合员

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