恒久以来，一提到“核能”，东说念主们来源牵挂的即是安全问题。在这种布景下，具备本色安全、高效低碳、核废物减量等隆起上风的第四代核能反馈堆，成为民众动力转型程度中，破解传统核电安全痛点、拓宽核能应用空间的弱点冲破口。我国“十五五”筹商也明确提倡，要得当鼓舞四代堆本领研发与应用示范。

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，科普中国参议了中国原子能科学接头院的关系科研东说念主员。

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 年代末提倡。2001 年，好意思国鸠合阿根廷、法国、日本等 9 个国度成立“第四代核能系统海外论坛”（简称 GIF），并于 2002 年郑重采取六大优先研发堆型。

“第四代反馈堆”由 GIF 筹商，指面向 2030 年后商用的新一代核电本领。四代堆是“翻新性”的本瓦解线，即从物理旨趣、冷却剂类型到燃料轮回口头齐将发生根人性变化。浅显来说，它是核能本领的“升级版”，比之前的核能本领更安全、更省钱、更环保，况兼防核扩散。

我国于 2006 年郑重加入 GIF 组织，深度参与第四代核能反馈堆的海外研发与本领互助。

“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”是指反馈堆堆芯选拔石墨、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”口头，反馈堆选拔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”是指反馈堆驱动在水的热力学临界点（374℃、22.1 兆帕）以上，水在此景况下成为兼具气液特色的单相流体，无欢乐相变。“水冷”则是指反馈堆以超临界景况的轻水同期看成冷却剂与慢化剂，持续传统核电站的水冷本瓦解线，但参数与性能显贵晋升。

3 熔盐堆

是指选拔熔融态氟化盐搀和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，具有常压驱动、高温输出的优点。

4 钠冷快堆

反馈堆选拔液态金属钠看成堆芯冷却剂，替代传统核电站的水冷、气冷口头，导热才气强、责任温度高。“快堆”则是指反馈堆不设立慢化剂，依靠高能中子告成保管链式裂变反馈，无需延缓中子，快堆亦然往日核能发展的宏大标的。

5 铅冷快堆

相通是“快堆”类型，但堆芯冷却剂选拔的是液态铅或铅铋合金。

6 气冷快堆

亦然“快堆”类型，永诀于水冷、铅冷等冷却口头，反馈堆选拔氦气等惰性气体看成堆芯冷却剂。

图片来源：开源证券接头所

“核能四代堆”是怎样让核能更安全、更环保的？

第四代核能系统海外论坛对“第四代反馈堆”设定的中枢筹算是：

安全性：固有安全，极点事故无需场外济急，堆芯熔毁概率极低。

经济性：发电资本更低，效劳更高（40%~50%，高于三代约 33%）。

可抓续性：铀哄骗率大幅晋升，核废物减量 90% 以上，撑抓闭式燃料轮回。

防扩散：燃料与堆型想象责骂核材料扩散风险。

这些筹算是怎样通过本领想象具体收尾的呢？

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”，芜俚来讲即是，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干涉，反馈堆仍能保抓安全景况。因此，四代堆无需场外选拔大限制东说念主员裁撤等蹙迫行为，可从根柢上根绝大限制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，开云体育(中国)官方网站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”，四代堆省略通过高效哄骗自然铀资源、大幅减少发射性废物、提供恒久清洁动力，收尾核能的可抓续发展。

具体来说，传统核电站关于自然铀资源的哄骗效劳并不高，它哄骗铀-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，费致力于气也只吃到一小口，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”齐哄骗起来，铀资源哄骗率从 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，四代堆还能收尾核废物大幅减量且愈加安全。日常核电站会不断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“动荡”，使得剩下的废物辐射寿命大幅责骂，也更容易经管。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，使发射性废物对环境的辐射影响时辰责骂 100 倍，废物量也同期大大减少。

图片来源：开源证券接头所

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模样即是个典型例子。这是民众首个核能与石化产业大限制耦合的创新模样。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”的研发赢得了哪些弘扬？

核电站建树频繁恪守“实践堆→原型堆→示范堆→商用堆”的旅途，终点于从实践室考据到大限制交易化应用这么一个“打怪升级”进程。现在俄罗斯、好意思国、法国、日本等国度齐开展了四代堆的本领攻关，部分堆型建成了交易化驱动的电厂。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交易化才气，赢得多项建树恶果。

1 钠冷快堆——中国原子能科学接头院

钠冷快堆是现在驱动教学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，中国原子能科学接头院建成了实践快堆。2024 年，一体化闭式轮回快堆创新鸠合体成立。在 2035 年傍边将收尾一体化快堆工程示范，具备交易化应用要求。

2 高温气冷堆——石岛湾高温气冷堆

2003 年清华大学建成实践堆。2023 年，山东石岛湾 20 万千瓦级交易示范电站郑重投运，这是民众首座进入交易驱动的第四代核电站，绚丽着中国在第四代核能本领研发和应用范畴达到宇宙朝上水平。

3 钍基熔盐堆——中国科学院上海应用物理接头所

2025 年，中科院上海应用物理接头所牵头建成的 2 兆瓦（热功率）液态燃料钍基熔盐实践堆，初度收尾堆内钍‑铀核燃料协调，绚丽我国成为现在海外上惟一驱动并收尾钍燃料入堆的熔盐堆的国度。

2兆瓦液态燃料钍基熔盐实践堆厂房。图片来源：新华社

总的来说，在民众动力转型和“双碳”大趋势下，清洁、高效、安全的新动力是破解动力危急、豪放环境挑战的中枢标的，而核电看成相识可靠的低碳动力，在民众动力结构中占据着弗成替代的地位。近两年，AI 算力竞赛更是带来了前所未有的电力需求，民众范围内，其他国度也齐在重启或扩建核电模样。

图库版权图片，转载使用可能激发版权纠纷

第四代核电本领的冲破与落地，不仅丰富了我国新式动力体系的供给口头，更弥补了风电、光伏等新动力间歇性、波动性的短板，收尾“清洁发电+多元哄骗”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。

筹议制作

解读众人丨苏豪展 中国原子能科学接头院 助理接头员

审核丨刘丛林 中国核工业集团有限公司首席科学家开云体育