遥远以来，一提到“核能”，东谈主们开首记念的即是安全问题。在这种布景下，具备本体安全、高效低碳、核废物减量等超越上风的第四代核能反映堆，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键冲破口。我国“十五五”沟通也明确建议，要安妥鞭策四代堆技艺研发与应用示范。

那么，到底什么是“四代堆”？它们又是何如让核能更安全、更环保的？带着这些问题，科普中国磋商了中国原子能科学臆想院的关联科研东谈主员。

什么是“第四代核能反映堆”

“第四代反映堆”最早由好意思国动力部在 20 世纪 90 年代末建议。2001 年，好意思国蚁集阿根廷、法国、日本等 9 个国度确立“第四代核能系统国外论坛”（简称 GIF），并于 2002 年负责采用六大优先研发堆型。

“第四代反映堆”由 GIF 沟通，指面向 2030 年后商用的新一代核电技艺。四代堆是“改换性”的技艺道路，即从物理旨趣、冷却剂类型到燃料轮回形势皆将发生根人性变化。肤浅来说，它是核能技艺的“升级版”，比之前的核能技艺更安全、更省钱、更环保，何况防核扩散。

我国于 2006 年负责加入 GIF 组织，深度参与第四代核能反映堆的国外研发与技艺协作。

“第四代反映堆”的六大优先研发堆型包括：

1 超高温气冷堆

“超高温”是指反映堆堆芯罗致石墨、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”形势，反映堆罗致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”是指反映堆开动在水的热力学临界点（374℃、22.1 兆帕）以上，水在此气象下成为兼具气液特质的单相流体，无沸腾相变。“水冷”则是指反映堆以超临界气象的轻水同期四肢冷却剂与慢化剂，络续传统核电站的水冷技艺道路，但参数与性能权臣升迁。

3 熔盐堆

是指罗致熔融态氟化盐羼杂物四肢核燃料载体与冷却剂的反映堆。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映，具有常压开动、高温输出的优点。

4 钠冷快堆

反映堆罗致液态金属钠四肢堆芯冷却剂，替代传统核电站的水冷、气冷形势，导热才调强、责任温度高。“快堆”则是指反映堆不确立慢化剂，依靠高能中子径直防守链式裂变反映，无需减慢中子，快堆亦然将来核能发展的要紧场合。

5 铅冷快堆

通常是“快堆”类型，但堆芯冷却剂罗致的是液态铅或铅铋合金。

6 气冷快堆

亦然“快堆”类型，鉴识于水冷、铅冷等冷却形势，反映堆罗致氦气等惰性气体四肢堆芯冷却剂。

图片来源：开源证券臆想所

“核能四代堆”是何如让核能更安全、更环保的？

第四代核能系统国外论坛对“第四代反映堆”设定的中枢办法是：

安全性：固有安全，极点事故无需场外济急，2026美加墨世界杯中国认证平台堆芯熔毁概率极低。

经济性：发电本钱更低，效劳更高（40%~50%，高于三代约 33%）。

可抓续性：铀应用率大幅升迁，核废物减量 90% 以上，扶植闭式燃料轮回。

防扩散：燃料与堆型盘算欺压核材料扩散风险。

这些办法是何如通过技艺盘算具体杀青的呢？

先说“安全”，四代堆最超越上风之一即是“固有安全”。所谓“固有安全”，闲居来讲即是，即使在严重事故情况下，不需聘用任何东谈主为和专设安全系统的打扰，反映堆仍能保抓安全气象。因此，四代堆无需场外聘用大限制东谈主员战抖等紧迫顺次，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四肢冷却剂。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繁密压力。同期，快堆配备了“非能动安全系统”，在停机事故发生后，斗鱼体育官网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”，四代堆无意通过高效应用自然铀资源、大幅减少发射性废物、提供遥远清洁动力，杀青核能的可抓续发展。

具体来说，传统核电站关于自然铀资源的应用效劳并不高，它应用铀-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，费用功气也只吃到一小口，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”皆应用起来，铀资源应用率从 1% 操纵提高到 60%~70%，正本只可用几十年的铀矿，能用上千年。

不仅如斯，四代堆还能杀青核废物大幅减量且愈加安全。普通核电站会束缚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“振荡”，使得剩下的废物辐射寿命大幅裁减，也更容易惩处。以快堆为例，一座快堆不错扶植 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裁减 100 倍，废物量也同期大大减少。

图片来源：开源证券臆想所

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神气即是个典型例子。这是环球首个核能与石化产业大限制耦合的创新神气。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”的研发获取了哪些发达？

核电站斥地时时治服“施行堆→原型堆→示范堆→商用堆”的旅途，十分于从施行室考证到大限制交易化应用这么一个“打怪升级”历程。现在俄罗斯、好意思国、法国、日本等国度皆开展了四代堆的技艺攻关，部分堆型建成了交易化开动的电厂。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调，获取多项斥地后果。

1 钠冷快堆——中国原子能科学臆想院

钠冷快堆是现在开动教学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，中国原子能科学臆想院建成了施行快堆。2024 年，一体化闭式轮回快堆创新蚁集体确立。在 2035 年操纵将杀青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 年清华大学建成施行堆。2023 年，山东石岛湾 20 万千瓦级交易示范电站负责投运，这是环球首座干与交易开动的第四代核电站，标识着中国在第四代核能技艺研发和应用鸿沟达到全国朝上水平。

3 钍基熔盐堆——中国科学院上海应用物理臆想所

2025 年，中科院上海应用物理臆想所牵头建成的 2 兆瓦（热功率）液态燃料钍基熔盐施行堆，初度杀青堆内钍‑铀核燃料疏通，标识我国成为现在国外上独一开动并杀青钍燃料入堆的熔盐堆的国度。

2兆瓦液态燃料钍基熔盐施行堆厂房。图片来源：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、搪塞环境挑战的中枢场合，而核电四肢清爽可靠的低碳动力，在环球动力结构中占据着不行替代的地位。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，其他国度也皆在重启或扩建核电神气。

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第四代核电技艺的冲破与落地，不仅丰富了我国新式动力体系的供给花式，更弥补了风电、光伏等新动力间歇性、波动性的短板，杀青“清洁发电+多元应用”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。

筹备制作

解读大家丨苏豪展 中国原子能科学臆想院 助理臆想员

审核丨刘丛林 中国核工业集团有限公司首席科学家斗鱼体育(中国)2026世界杯官方IOS|Android手机app下载