長(zhǎng)期以來(lái)，公眾對(duì)于我國(guó)核電的發(fā)展高度關(guān)注。特別是近些年來(lái)，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(lái)自何處？四代核電有什么優(yōu)勢(shì)？本報(bào)記者帶著這些問(wèn)題走訪了中國(guó)原子能科學(xué)研究院研究員張東輝，請(qǐng)他為大家一一解答。

       記者（以下簡(jiǎn)稱“記”）：四代核電的概念是怎么來(lái)的，其主要特征都是什么？

       張東輝（以下簡(jiǎn)稱“張”）：到今天為止，核電站的發(fā)展已經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)。國(guó)際上把上世紀(jì)50年代建設(shè)的實(shí)驗(yàn)性核電廠和原型核電機(jī)組稱為第一代核電機(jī)組，比如美國(guó)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(yàn)性和原型核電機(jī)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(jī)組，它們?cè)谶M(jìn)一步證明核能發(fā)電技術(shù)可行性的同時(shí)，使核電的經(jīng)濟(jì)性也得以證明，表明核電可以與火電、水電相競(jìng)爭(zhēng)。上世紀(jì)70年代，因石油漲價(jià)引發(fā)的能源危機(jī)促進(jìn)了核電的發(fā)展，目前世界上商業(yè)運(yùn)行的400多臺(tái)核電機(jī)組絕大部分是這段時(shí)期建成的，它們被稱為第二代核電機(jī)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(shí)美國(guó)電力研究院出臺(tái)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(lái)規(guī)范核電廠的安全性和經(jīng)濟(jì)性。隨后，歐洲出臺(tái)的歐洲用戶對(duì)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(guó)際原子能機(jī)構(gòu)也對(duì)其推薦的核安全法規(guī)（NUSS系列）進(jìn)行了修訂補(bǔ)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(guó)際上通常把滿足URD文件或EUR文件的核電機(jī)組稱為第三代核電機(jī)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(jì)。

       為了從核能更長(zhǎng)遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展著想，以美國(guó)為首的一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家聯(lián)合起來(lái)組成“第四代國(guó)際核能論壇”（即GIF），進(jìn)行第四代核能系統(tǒng)的研究和開(kāi)發(fā)。第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)概念2000年首先由美國(guó)提出，2001年得到眾多核能國(guó)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(duì)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(shì)，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(jiān)實(shí)。世界上曾建成18座鈉冷快堆，涵蓋了實(shí)驗(yàn)快堆、原型快堆和經(jīng)濟(jì)驗(yàn)證性快堆，已積累了三百多堆年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，工程技術(shù)已近成熟。

       以上就是四代核電的意義和來(lái)歷。

       記：第四代核電有什么優(yōu)勢(shì)？

       張： 對(duì)于第四代核能系統(tǒng)，GIF提出了四個(gè)方面的要求：可持續(xù)性，安全性和可靠性，經(jīng)濟(jì)性，以及核不擴(kuò)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(wú)需廠外應(yīng)急；“經(jīng)濟(jì)性”要求在壽期內(nèi)與其它類型能源可比，并財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)可控；“核不擴(kuò)散”要求系統(tǒng)要具有防擴(kuò)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(xiàng)要求，具有三大特點(diǎn)：（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(zhǎng)壽命放射性廢物，實(shí)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(shí)現(xiàn)完全的非能動(dòng)余熱導(dǎo)出，多道相互獨(dú)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(guó)該如何發(fā)展？

       張：我國(guó)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(shí)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(duì)我國(guó)核資源的清潔高效利用和減少溫室氣體排放，對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(guó)掌握第四代核能技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

       在國(guó)家科技部和國(guó)防科工局的長(zhǎng)期支持下，我國(guó)第一座快堆、“863”計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目——中國(guó)實(shí)驗(yàn)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(guó)在四代核能系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)上的一個(gè)重大突破。在開(kāi)發(fā)先進(jìn)燃料系統(tǒng)的同時(shí)按照“實(shí)驗(yàn)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(kāi)展示范快堆研發(fā)建設(shè)，可望用10年左右的時(shí)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)。