實施快堆“三步走”戰(zhàn)略 掌握第四代核電技術(shù)

長期以來，公眾對于我國核電的發(fā)展高度關(guān)注。特別是近些年來，隨著核電技術(shù)的發(fā)展，各種新概念、新名詞層出不窮。其中，三代核電、四代核電等概念頗具代表性。四代核電的概念來自何處？四代核電有什么優(yōu)勢？本報記者帶著這些問題走訪了中國原子能科學(xué)研究院研究員張東輝，請他為大家一一解答。

記者（以下簡稱“記”）：四代核電的概念是怎么來的，其主要特征都是什么？

張東輝（以下簡稱“張”）：到今天為止，核電站的發(fā)展已經(jīng)歷了半個多世紀(jì)。國際上把上世紀(jì)50年代建設(shè)的實驗性核電廠和原型核電機組稱為第一代核電機組，比如美國的希平港核電站、前蘇聯(lián)的第一核電站等。上世紀(jì)60年代后期，在試驗性和原型核電機組建成的基礎(chǔ)上，陸續(xù)建成電功率在300MW以上的壓水堆、沸水堆、重水堆等核電機組，它們在進(jìn)一步證明核能發(fā)電技術(shù)可行性的同時，使核電的經(jīng)濟性也得以證明，表明核電可以與火電、水電相競爭。上世紀(jì)70年代，因石油漲價引發(fā)的能源危機促進(jìn)了核電的發(fā)展，目前世界上商業(yè)運行的400多臺核電機組絕大部分是這段時期建成的，它們被稱為第二代核電機組，其中壓水堆和沸水堆占了大部分。

第三代核電的概念則起源于上世紀(jì)90年代，當(dāng)時美國電力研究院出臺了“先進(jìn)輕水堆用戶要求”文件（即URD），用一系列定量指標(biāo)來規(guī)范核電廠的安全性和經(jīng)濟性。隨后，歐洲出臺的歐洲用戶對輕水堆核電廠的要求（即EUR），也表達(dá)了與URD相同或近似的看法。國際原子能機構(gòu)也對其推薦的核安全法規(guī)（NUSS系列）進(jìn)行了修訂補充，進(jìn)一步明確了防范與緩解嚴(yán)重事故、提高安全可靠性和改善人因工程等方面的要求。國際上通常把滿足URD文件或EUR文件的核電機組稱為第三代核電機組。第三代是在第二代技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的，包括ABWR、SYSTEM80＋、AP600、AP1000、EPR等設(shè)計。

為了從核能更長遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展著想，以美國為首的一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家聯(lián)合起來組成“第四代國際核能論壇”（即GIF），進(jìn)行第四代核能系統(tǒng)的研究和開發(fā)。第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)概念2000年首先由美國提出，2001年得到眾多核能國家的認(rèn)可。與第二、三代核電技術(shù)相比，第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)除了核反應(yīng)堆外，還包括核燃料循環(huán)等相關(guān)環(huán)節(jié)。對于作為核心裝置的反應(yīng)堆，提出了六種候選堆型，即鈉冷快堆、氣冷快堆、鉛冷快堆、超高溫氣冷堆、超臨界水堆和熔鹽堆。這六種堆型各有優(yōu)勢，其技術(shù)基礎(chǔ)也大不相同。其中，鈉冷快堆的技術(shù)基礎(chǔ)已比較堅實。世界上曾建成18座鈉冷快堆，涵蓋了實驗快堆、原型快堆和經(jīng)濟驗證性快堆，已積累了三百多堆年的運行經(jīng)驗，工程技術(shù)已近成熟。

以上就是四代核電的意義和來歷。

記：第四代核電有什么優(yōu)勢？

張：　對于第四代核能系統(tǒng)，GIF提出了四個方面的要求：可持續(xù)性，安全性和可靠性，經(jīng)濟性，以及核不擴散。其中，“可持續(xù)性”要求要大幅度提高資源利用率和放射性廢物最小化；“安全性和可靠性”要求非常低的堆芯熔化概率和無需廠外應(yīng)急；“經(jīng)濟性”要求在壽期內(nèi)與其它類型能源可比，并財務(wù)風(fēng)險可控；“核不擴散”要求系統(tǒng)要具有防擴散和反恐能力。

以快堆為核心裝置的第四代核能系統(tǒng)可以全面符合以上的各項要求，具有三大特點：（1）快堆結(jié)合先進(jìn)燃料循環(huán)系統(tǒng) ，可大幅提高鈾資源利用率，這使得核電可以作為主力能源大規(guī)模持續(xù)發(fā)展；（2）嬗變乏燃料中的長壽命放射性廢物，實現(xiàn)核廢物最小化，讓核能的發(fā)展與環(huán)境充分友好；（3）固有安全性高，可以實現(xiàn)完全的非能動余熱導(dǎo)出，多道相互獨立的包容屏障可以保證即使在堆芯熔化的嚴(yán)重事故情況下也可以將放射性物質(zhì)包容在廠內(nèi)。

記：作為第四代核能系統(tǒng)的主要堆型，快堆在我國該如何發(fā)展？

張：我國核能發(fā)展的總體戰(zhàn)略是壓水堆—快堆—聚變堆。形成核燃料閉式循環(huán)體系，可以充分利用鈾資源，并實現(xiàn)核廢物的最小化，從而保證核裂變能的可持續(xù)發(fā)展。快堆及其燃料循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)展對我國核資源的清潔高效利用和減少溫室氣體排放，對我國國民經(jīng)濟建設(shè)等都具有十分重要的意義。掌握塊堆工程技術(shù)是我國掌握第四代核能技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

在國家科技部和國防科工局的長期支持下，我國第一座快堆、“863”計劃重點項目——中國實驗快堆于2010年7月達(dá)到首次臨界，2011年7月首次成功并網(wǎng)發(fā)電，標(biāo)志著我國在四代核能系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)上的一個重大突破。在開發(fā)先進(jìn)燃料系統(tǒng)的同時按照“實驗堆、示范堆、商業(yè)堆”三步走的戰(zhàn)略，逐步掌握塊堆工程技術(shù)。下一步將集中精力開展示范快堆研發(fā)建設(shè)，可望用10年左右的時間建成示范快堆，為最終建成完全符合第四代核能系統(tǒng)要求的快堆核電系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。

來源：中核網(wǎng) 　

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