中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司近日正式宣布，由中核集團(tuán)中國(guó)原子能科學(xué)研究院自主研發(fā)的中國(guó)第一座快中子反應(yīng)堆——中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆（CEFR）7月21日達(dá)到首次臨界。
“快堆實(shí)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用尚待時(shí)日，現(xiàn)在只是實(shí)驗(yàn)堆，以后還要經(jīng)過(guò)示范堆、商用堆幾個(gè)發(fā)展階段才可能投入實(shí)際應(yīng)用。”中國(guó)工程院院士杜祥琬接受《科學(xué)時(shí)報(bào)》專訪時(shí)介紹。

不過(guò)，快堆達(dá)到臨界確實(shí)表明我國(guó)第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了重大突破，并成為繼美、英、法等國(guó)之后，世界上第八個(gè)擁有快堆技術(shù)的國(guó)家之一。

“快堆達(dá)到臨界，意味著我國(guó)核能發(fā)展進(jìn)入‘第二部曲’的序幕”。作為“中國(guó)能源中長(zhǎng)期（2030、2050）發(fā)展戰(zhàn)略研究”課題組組長(zhǎng)，杜祥琬認(rèn)為，核能解決中國(guó)能源可持續(xù)發(fā)展的重要的清潔能源，隨著核能技術(shù)的發(fā)展，核能在中國(guó)電力的比重及對(duì)中國(guó)能源的貢獻(xiàn)率將逐步提升。

杜祥琬透露，到2020年，中國(guó)核電裝機(jī)容量將達(dá)7000萬(wàn)～8000萬(wàn)千瓦。到2030年，核電裝機(jī)將提高到2億千瓦，2050年則將提高到4億千瓦。

核能發(fā)展三部曲

杜祥琬詳解了我國(guó)核能三部曲的發(fā)展路線圖。

第一部曲是以熱中子堆為核心的核電站，這方面中國(guó)選擇了壓水堆技術(shù)支撐核能快速發(fā)展。由于熱中子堆燃燒的是鈾的同位素之一鈾235，而鈾235在天然鈾礦中的含量非常低，僅為0.7%。因此，須進(jìn)一步發(fā)展第二部曲。

第二部曲是以快堆為代表的堆型，其特征為利用同位素鈾238。鈾238在天然鈾礦中的含量比鈾235多幾十倍，并且快堆對(duì)核燃料的利用效率可比壓水堆提高60倍左右。“熱堆可以工作幾十年的話，快堆是可以利用幾百年甚至幾千年的。”杜祥琬說(shuō)。

不過(guò)，第一部曲與第二部曲都屬于核裂變堆，只不過(guò)是利用了不同的鈾同位素。

第三部曲是聚變堆，核聚變的燃料是氘和氚，海水主要含的是氘，氚則是從金屬鋰中制造。第三部曲分為兩步：第一步是實(shí)現(xiàn)氘和氚的聚變，第二步是實(shí)現(xiàn)氘和氘的聚變。“如果能實(shí)現(xiàn)氘和氘的聚變，核能就能達(dá)到永續(xù)。”杜祥琬表示。

現(xiàn)在世界各國(guó)都在爭(zhēng)取可控核聚變研究的突破，中國(guó)也不例外。比較樂(lè)觀的說(shuō)法是核聚變可以在50年后成為實(shí)際能源，這50年要走過(guò)實(shí)驗(yàn)堆、示范堆、商用堆等幾個(gè)階段。即使再保守一點(diǎn)，預(yù)計(jì)突破可控核聚變技術(shù)應(yīng)該在100年內(nèi)。

杜祥琬認(rèn)為，無(wú)論是從建立長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展的能源體系來(lái)說(shuō)，還是從保護(hù)環(huán)境發(fā)展清潔能源的角度看，核能發(fā)展在中國(guó)都具有重要的戰(zhàn)略地位。

目前，我國(guó)核能發(fā)展仍處于起步階段，我國(guó)核電在整個(gè)電力里的比重僅為1%。不過(guò)中國(guó)發(fā)展核能的思路已十分明確。

到2020年，中國(guó)核電裝機(jī)容量將達(dá)7000萬(wàn)～8000萬(wàn)千瓦，屆時(shí)，它將在整個(gè)電力里的比重達(dá)到7%左右；到2030年，核電裝機(jī)將提高到2億千瓦；到2050年，提高到4億千瓦，屆時(shí)核電裝機(jī)容量將是整個(gè)電力行業(yè)的15%。由于核電每年可以運(yùn)行七八千小時(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出風(fēng)電2000小時(shí)/年的運(yùn)行時(shí)速，其發(fā)電量的貢獻(xiàn)率將到22%。

“2030年之前，核電的實(shí)際貢獻(xiàn)都是依靠壓水堆技術(shù)，我們希望到2030年，快堆能開(kāi)始作實(shí)際的發(fā)電貢獻(xiàn)。”杜祥琬說(shuō)。