2010年8月6日下午4時，位于北京房山區(qū)新鎮(zhèn)的中核集團(tuán)中國原子能研究院內(nèi)，一切如故，除了幾名工人在門口進(jìn)行道路施工之外，這里與往常沒有太多變化，73歲的徐銤開完會，匆匆回到自己的二樓辦公室，他面前三臺正在運行的電腦屏幕上，顯示著密密麻麻的數(shù)據(jù)。而就在幾天前，這里發(fā)生了一件大事——中國實驗快堆首次臨界成功，這標(biāo)志著中國在第四代核電技術(shù)方面取得了重大突破，我國也因此成為世界上第八個掌握這一技術(shù)的國家。

徐銤是中國實驗快堆總工程師，1961年清華大學(xué)畢業(yè)之后，就走進(jìn)了中國原子能研究院，在這個崗位上一干就是半個世紀(jì)。提起試驗快堆的首次臨界，這位溫和謙虛的老人娓娓道來，臉上始終掛著燦爛的笑容。在他看來，快堆技術(shù)的運用和第四代核電技術(shù)的成熟，為未來中國能源發(fā)展找到了一勞永逸的解決方案。

為了緩解經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源消耗的矛盾，減少二氧化碳排放對環(huán)境的壓力，近年來，作為清潔能源的核電獲得了井噴式的發(fā)展。盡管中國目前運行的核電機(jī)組總功率僅為910萬千瓦，但在建的機(jī)組卻多達(dá)23臺、總裝機(jī)2540萬千瓦，占世界57臺機(jī)組的40%，我國也因此成為了全球核電在建規(guī)模最大的國家。

核電項目的快速上馬，推動著國家不斷調(diào)整核電發(fā)展的規(guī)劃目標(biāo)。2006年國務(wù)院通過的《核電中長期發(fā)展規(guī)劃》目標(biāo)是，到2020年中國核電裝機(jī)總量達(dá)到4000萬千瓦。但核電發(fā)展的現(xiàn)狀遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于預(yù)期，2010年7月，國家能源局宣布，預(yù)計到2015年，中國核電裝機(jī)將達(dá)到3900萬千瓦，到2020年則達(dá)到7000萬千瓦。

核電潛力的快速釋放也帶來了很多麻煩，天然鈾短缺、核廢料的處理等困擾核電可持續(xù)發(fā)展的問題都會隨著核電的爆發(fā)式增長而逐一顯現(xiàn)。但是，以快堆為代表的第四代核電技術(shù)的成熟與完善，為從根本上破解這些難題提供了可能。

快堆技術(shù)突破

2010年7月21日9時50分，中國試驗快堆主控室內(nèi)所有的人都屏住了呼吸，眼前大屏幕上的數(shù)據(jù)在不停地閃爍，當(dāng)源量程周期穩(wěn)定在100秒達(dá)到了兩分鐘時，中核集團(tuán)副總經(jīng)理楊長利大聲宣布：“中國試驗快堆達(dá)到首次臨界，”頓時，室內(nèi)一片歡騰，熱烈的掌聲經(jīng)久不息。

核反應(yīng)堆臨界相當(dāng)于常規(guī)火電站鍋爐的點火，是機(jī)組具備發(fā)電能力的必要條件，臨界之后，再經(jīng)過試驗和不斷提高功率，機(jī)組便可以發(fā)電和滿負(fù)荷運行了。

“對于正在提速核電發(fā)展的中國而言，實驗快堆臨界成功將極大地加快我國核電建設(shè)步伐，作為在建核電規(guī)模最大的國家，中國正在以自己的速度，追趕乃至引領(lǐng)世界核電步伐。”楊長利激動地表示。

作為國家863計劃重大項目，中國實驗快堆是中核集團(tuán)第四代核能技術(shù)研發(fā)的重點，該堆采用已在美、法、俄、日等國家有多堆運行經(jīng)驗的鈉冷快堆技術(shù)，其熱功率為65兆瓦，電功率20兆瓦。

快堆是快中子增殖反應(yīng)堆的簡稱，是第四代核技術(shù)的六種堆型之一，由于其消耗燃料的同時，能夠使燃料增殖，而且其技術(shù)在全球范圍內(nèi)相對較為成熟，因此被看作是第四代核技術(shù)中，最有可能商業(yè)化的堆型。

建造實驗快堆是我國快堆發(fā)展的第一步，隨后將進(jìn)行示范快堆和商業(yè)快堆的建設(shè)。據(jù)中國試驗快堆總工程師徐銤透露，2013年，我國將在福建三明市開工建設(shè)兩座80萬千瓦的示范快堆項目，計劃2020年建成。

“快堆要想商業(yè)化，必須具備經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)上成熟，目前快堆技術(shù)整體上還處于試驗階段，全球預(yù)期2025年—2035年進(jìn)入商用階段。”中國工程院院士、核電專家葉奇蓁對《能源》雜志記者表示。

隨著快堆技術(shù)的不斷發(fā)展，目前在經(jīng)濟(jì)性上已經(jīng)具備了競爭力。徐銤向《能源》雜志記者介紹說，“在上個世紀(jì)70年代，利用快堆技術(shù)建造核電站，其成本是壓水堆的2.5倍，隨著這一技術(shù)的不斷成熟，到2000年，其成本與壓水堆已基本持平。”

目前全球運行的400多座核電站中，絕大部分采用的是二代和二代改進(jìn)技術(shù)，以美國西屋公司AP1000和法國阿海琺公司EPR為代表的三代技術(shù)目前正在進(jìn)行商業(yè)化推廣，建設(shè)中的浙江三門和廣東臺山核電站分別采用了上述兩種技術(shù)。

但不管是二代還是三代，均屬于熱堆技術(shù)，其堆型絕大多數(shù)為壓水堆，熱堆裂變使用的燃料主要是鈾235，但是這種資源只占自然界鈾儲量的0.66%，而以快堆為代表的四代核技術(shù)則不使用鈾235，而是使用钚239，配合占自然界儲量99.2%的鈾238做燃料，使得自然界的天然鈾的利用得到了大大提高。

“三代技術(shù)與二代相比，沒有實質(zhì)性的差別，只是在安全性提高了一些，技術(shù)上更先進(jìn)一些，但是四代核技術(shù)與二代、三代有本質(zhì)性區(qū)別，它是一種燃料增殖技術(shù)，大大提高了現(xiàn)有資源的使用率。”葉奇蓁表示。

國際上快堆技術(shù)起步于上世紀(jì)40年代，截至目前，世界上共建成了各種類型的快堆21座。中國盡管從上世紀(jì)60年代就開始了快堆的研究，但由于各種因素，快堆的發(fā)展一度陷入停滯。1995年12月，中國試驗快堆正式獲國家批準(zhǔn)立項，經(jīng)過十多年的努力，終于實現(xiàn)了成功臨界。

值得關(guān)注的是，在整個快堆技術(shù)的研發(fā)過程中，我國全部以自主設(shè)計、自主建造、自主安裝和自主調(diào)試的方式進(jìn)行的。整個項目建設(shè)中的上萬個設(shè)備，其中70%是國產(chǎn)的，實現(xiàn)了70%的自主化率。“這并不代表剩下的30%我們都不會建造，而是因為核電的安全要求非常高，我們自己生產(chǎn)的這些設(shè)備還沒有經(jīng)過足夠長時間的驗證，因此選用的國外的設(shè)備。”

“四代核技術(shù)成熟之后，我國將不再進(jìn)口國外的技術(shù)，核電發(fā)展將結(jié)束購買技術(shù)的歷史。”徐銤說。