恒久以来，一提到“核能”，东说念主们早先费神的便是安全问题。在这种布景下，具备骨子安全、高效低碳、核废物减量等凸起上风的第四代核能响应堆，成为环球动力转型程度中，破解传统核电安全痛点、拓宽核能应用空间的关节冲破口。我国“十五五”经营也明确提议，要得当推动四代堆技能研发与应用示范。

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，科普中国磋议了中国原子能科学络续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 年代末提议。2001 年，好意思国连合阿根廷、法国、日本等 9 个国度建立“第四代核能系统外洋论坛”（简称 GIF），并于 2002 年细腻采取六大优先研发堆型。

“第四代响应堆”由 GIF 经营，指面向 2030 年后商用的新一代核电技能。四代堆是“立异性”的技能道路，即从物理旨趣、冷却剂类型到燃料轮回样子王人将发生根人性变化。简便来说，它是核能技能的“升级版”，比之前的核能技能更安全、更省钱、更环保，况兼防核扩散。

我国于 2006 年细腻加入 GIF 组织，深度参与第四代核能响应堆的外洋研发与技能协作。

“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”样子，响应堆接收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”是指响应堆启动在水的热力学临界点（374℃、22.1 兆帕）以上，水在此情景下成为兼具气液特质的单相流体，无兴奋相变。“水冷”则是指响应堆以超临界情景的轻水同期行为冷却剂与慢化剂，延续传统核电站的水冷技能道路，但参数与性能权贵普及。

3 熔盐堆

是指接收熔融态氟化盐羼杂物行为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，具有常压启动、高温输出的优点。

4 钠冷快堆

响应堆接收液态金属钠行为堆芯冷却剂，替代传统核电站的水冷、气冷样子，导热能力强、责任温度高。“快堆”则是指响应堆不诞生慢化剂，依靠高能中子径直守护链式裂变响应，无需延缓中子，快堆亦然改日核能发展的紧要塞点。

5 铅冷快堆

一样是“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、铅冷等冷却样子，响应堆接收氦气等惰性气体行为堆芯冷却剂。

图片开头：开源证券络续所

“核能四代堆”是怎么让核能更安全、更环保的？

第四代核能系统外洋论坛对“第四代响应堆”设定的中枢目标是：

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%）。

可捏续性：铀诳骗率大幅普及，核废物减量 90% 以上，辅助闭式燃料轮回。

防扩散：燃料与堆型谋略凭空核材料扩散风险。

这些目标是怎么通过技能谋略具体已毕的呢？

先说“安全”，四代堆最凸起上风之一便是“固有安全”。所谓“固有安全”，平淡来讲便是，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侵犯，响应堆仍能保捏安全情景。因此，四代堆无需场外选拔大范围东说念主员战抖等要紧要领，可从根底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行为冷却剂。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，银河国际(GALAXY)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”，四代堆简略通过高效诳骗自然铀资源、大幅减少辐射性废物、提供恒久清洁动力，已毕核能的可捏续发展。

具体来说，传统核电站关于自然铀资源的诳骗效力并不高，它诳骗铀-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”王人诳骗起来，铀资源诳骗率从 1% 控制提高到 60%~70%，原来只可用几十年的铀矿，能用上千年。

不仅如斯，四代堆还能已毕核废物大幅减量且愈加安全。普通核电站会不停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“转机”，使得剩下的废物辐射寿命大幅凭空，也更容易惩处。以快堆为例，一座快堆不错辅助 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分凭空 100 倍，废物量也同期大大减少。

图片开头：开源证券络续所

除了发电，四代堆的高温特质，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便是个典型例子。这是环球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达？

核电站劝诱接续驯顺“践诺堆→原型堆→示范堆→商用堆”的旅途，相当于从践诺室考据到大范围交易化应用这么一个“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能攻关，部分堆型建成了交易化启动的电厂。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能力，获得多项劝诱后果。

1 钠冷快堆——中国原子能科学络续院

钠冷快堆是当今启动训戒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，中国原子能科学络续院建成了践诺快堆。2024 年，一体化闭式轮回快堆创新连合体建立。在 2035 年控制将已毕一体化快堆工程示范，具备交易化应用条目。

2 高温气冷堆——石岛湾高温气冷堆

2003 年清华大学建成践诺堆。2023 年，山东石岛湾 20 万千瓦级交易示范电站细腻投运，这是环球首座插足交易启动的第四代核电站，象征着中国在第四代核能技能研发和应用鸿沟达到寰宇跳跃水平。

3 钍基熔盐堆——中国科学院上海应用物理络续所

2025 年，中科院上海应用物理络续所牵头建成的 2 兆瓦（热功率）液态燃料钍基熔盐践诺堆，初次已毕堆内钍‑铀核燃料退换，象征我国成为当今外洋上惟一启动并已毕钍燃料入堆的熔盐堆的国度。

2兆瓦液态燃料钍基熔盐践诺堆厂房。图片开头：新华社

总的来说，在环球动力转型和“双碳”大趋势下，清洁、高效、安全的新动力是破解动力危急、支吾环境挑战的中枢地点，而核电行为清爽可靠的低碳动力，在环球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，环球范围内，其他国度也王人在重启或扩建核电技俩。

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第四代核电技能的冲破与落地，不仅丰富了我国新式动力体系的供给神态，更弥补了风电、光伏等新动力间歇性、波动性的短板，已毕“清洁发电+多元诳骗”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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解读众人丨苏豪展 中国原子能科学络续院 助理络续员

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