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核能“三步走”，中國核工業(yè)人的究極浪漫！

點(diǎn)擊：  作者：鐘和平    來源：中核集團(tuán)微信號(hào)  發(fā)布時(shí)間:2024-07-12 10:33:46

 

 

精衛(wèi)填海、愚公移山、夸父逐日……這些家喻戶曉的中國古代神話中，主人公都以堅(jiān)定不移的韌性超越人類的極限，中華民族大無畏的浪漫精神盡顯其中。

 

隨著科技不斷進(jìn)步，社會(huì)分工日益細(xì)化，人們一方面大大拓展了視野的邊界，另一方面卻似乎減少了對世界的驚奇與想象。作為高科技戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的核工業(yè)，尤為精密和復(fù)雜。如果說科學(xué)家是理性的、務(wù)實(shí)的，那么以安全為生命線、秉持“嚴(yán)細(xì)融入一切”的核工業(yè)人則更是如此。這樣的科學(xué)家，還會(huì)像古人一樣“做夢”嗎？

 

事實(shí)上，我們的科學(xué)家和工程師，浪漫不遜于神話里的古人！2024年7月10日舉辦的核能“三步走”院士論壇上，眾多院士、專家、行業(yè)領(lǐng)軍人物濟(jì)濟(jì)一堂，共同探討的主題就是一個(gè)影響全中國乃至全人類的夢想，甚至可以說是全世界最宏偉的能源之夢、科技之夢。關(guān)鍵是，中核人真的是鐵了心要把它實(shí)現(xiàn)。

 

核能“三步走”，極為凝練地濃縮了從過去到現(xiàn)在甚至到未來的核能利用發(fā)展史。

 

核能，是原子核發(fā)生核反應(yīng)釋放的能量。裂變和聚變是兩種主要的核反應(yīng)。核能“三步走”指的是“熱堆—快堆—聚變堆”。其中聚變堆是利用聚變反應(yīng)釋放的能量，而熱堆和快堆都是裂變堆。

 

熱堆和快堆的區(qū)別在于熱堆是利用熱中子，快堆是利用快中子。熱中子消耗的是鈾-235，而快中子消耗的是鈾-238。鈾-235和鈾-238是鈾的兩種同位素。在天然鈾中，鈾-235的豐度只有0.7%，而鈾-238的豐度高達(dá)99%以上。

 

如今，我國的熱堆從技術(shù)到工程都已經(jīng)非常成熟，經(jīng)濟(jì)性和安全性好，是當(dāng)前乃至未來一段時(shí)間實(shí)現(xiàn)核電大規(guī)模發(fā)展的主要選擇。但根據(jù)地球上的鈾資源儲(chǔ)量和目前的消耗率，鈾-235只夠用一百年左右；而鈾-238夠用上千年，快堆堪稱“千年能源”。

 

朝菌不知晦朔，蟪蛄不知春秋，人生也不過百年，千年尺度似乎足夠長遠(yuǎn)。但人類思想的遠(yuǎn)眺不止于此。就像東方的夸父，西方的普羅米修斯，都從太陽得到了靈感，當(dāng)代核科學(xué)家著眼人類未來，也把目光投向了這一“萬物之源”。在太陽內(nèi)部核心區(qū)域，高溫（約1500萬攝氏度）高壓的環(huán)境下，氫原子核合成氦原子核的聚變反應(yīng)不停地發(fā)生。

 

如果說古人的“逐日”只能停留在浪漫的想象，那么核領(lǐng)域的杰出科學(xué)家和工程師，就敢集聚智力、人力、物力和時(shí)間，執(zhí)著地追求創(chuàng)新，把“人造太陽”也即聚變堆變成現(xiàn)實(shí)。這個(gè)宏偉夢想一旦成功，對于全人類而言有著劃時(shí)代的意義。

 

可控核聚變反應(yīng)中，氘氚聚變是目前認(rèn)為最可能實(shí)現(xiàn)的一種。其使用的“燃料”是氘和氚，氘可以從海水直接提取，氚可以由氘和鋰發(fā)生反應(yīng)制得。據(jù)估計(jì)，地球上海水中蘊(yùn)含的氘足夠人類使用幾百億年，而目前地球的“年齡”也不過50億年。

 

可控核聚變的實(shí)現(xiàn)，意味著無盡的能源，被視為“能源終極解決方案”。當(dāng)然其實(shí)現(xiàn)難度也是三步里最大的。從百年，到千年，再到百億年，核能“三步走”每走一步，影響的尺度就突破性地拉長。

 

了解核能“三步走”之后你可能難以想象，這一發(fā)展戰(zhàn)略被確立為我國核能發(fā)展的基本戰(zhàn)略，竟然早在四十余年前的改革開放初期。

 

1983年，原國家計(jì)委、國家科委在北京回龍觀聯(lián)合召開“核能發(fā)展技術(shù)政策論證會(huì)”，與會(huì)40多個(gè)單位約150名專家，議定了《核能發(fā)展技術(shù)政策要點(diǎn)》，其中首次提出我國核能“熱堆-快堆-聚變堆”的“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略。

 

要知道，三步之間不是一步替代上一步，而是都在推進(jìn)，協(xié)調(diào)發(fā)展。其中熱堆的發(fā)展，本身就為快堆積累了原料、創(chuàng)造了條件。不得不說，這個(gè)戰(zhàn)略的提出稱得上高瞻遠(yuǎn)矚，有大智慧！

 

在中國核工業(yè)的發(fā)展史上，從原子彈到氫彈再到核潛艇，一次又一次創(chuàng)造人間奇跡。伴隨核能“三步走”戰(zhàn)略的提出，我們用40多年的時(shí)間，走完了發(fā)達(dá)國家70多年的核電發(fā)展道路，技術(shù)水平和綜合實(shí)力躋身世界第一方陣。通過高效組織和不斷創(chuàng)新，每一步都穩(wěn)扎穩(wěn)打地推進(jìn)——

 

熱堆。從無到有、從小到大，實(shí)現(xiàn)了型譜化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化發(fā)展，安全性與經(jīng)濟(jì)性顯著增強(qiáng)，核能多用途利用不斷擴(kuò)展。中核集團(tuán)已成功打造自主三代核電華龍一號(hào)國家名片，四代核電高溫氣冷堆投入商運(yùn)、領(lǐng)跑世界，多用途模塊化小堆玲龍一號(hào)即將建成。

 

快堆。研發(fā)和部署快堆核能系統(tǒng)不僅可以大幅提高鈾資源利用率，還可以實(shí)現(xiàn)放射性廢物最小化，解決核廢料處理等問題，是推進(jìn)核能可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。中國實(shí)驗(yàn)快堆已建成運(yùn)行，快堆技術(shù)不斷發(fā)展成熟，一體化快堆戰(zhàn)略性研發(fā)啟動(dòng)實(shí)施。

 

聚變堆。中國建成了中國環(huán)流器一號(hào)、中國環(huán)流器二號(hào)、中國環(huán)流三號(hào)、東方超環(huán)EAST等多個(gè)核聚變研究裝置，新一代人造太陽中國環(huán)流三號(hào)成功實(shí)現(xiàn)大于1.5兆安等離子體電流運(yùn)行，中核集團(tuán)還深度參與并牽頭承擔(dān)實(shí)施了國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）項(xiàng)目核心安裝工程。

 

核能“三步走”院士論壇上，中國工程院院士杜祥琬呼吁，社會(huì)各界要正確認(rèn)識(shí)核能的戰(zhàn)略地位，支持核電的發(fā)展。什么叫正確認(rèn)識(shí)“核能的戰(zhàn)略地位”？

 

能源的重要性毋庸多言，全球歷史上和當(dāng)今世界有多少的匱乏、爭端乃至危機(jī)，都是因能源問題而起。出席上述論壇的專家指出，核能已成為破解我國能源保障中安全、低碳、經(jīng)濟(jì)“不可能三角”的重要選項(xiàng)，在應(yīng)對氣候變化、保障能源安全中具有獨(dú)特優(yōu)勢，是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和科技創(chuàng)新的重要力量。

 

當(dāng)前正處于我國能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，核能發(fā)揮的作用無可替代。加快核能“三步走”戰(zhàn)略實(shí)施不僅是燦若星辰大海的浪漫夢想，更是緊系國計(jì)民生的現(xiàn)實(shí)選擇。

 

讀到這里你一定想問，核能“三步走”走到今天，下一步要怎么走？

 

中核集團(tuán)黨組書記、董事長余劍鋒在院士論壇上已經(jīng)給出了回答：

 

一是大力推動(dòng)熱堆發(fā)展，推動(dòng)“華龍一號(hào)”技術(shù)優(yōu)化和規(guī)模化發(fā)展，推動(dòng)高溫氣冷堆商業(yè)化推廣和多用途應(yīng)用，推動(dòng)小堆全球推廣。

 

二是加快推動(dòng)快堆發(fā)展，發(fā)展百萬千瓦商用快堆，重點(diǎn)推進(jìn)一體化快堆研發(fā)，力爭2035年前實(shí)現(xiàn)一體化快堆工程示范，大型后處理廠建成投產(chǎn)，具備商業(yè)化應(yīng)用條件。

 

三是積極推動(dòng)聚變研發(fā)，打造世界一流的中國聚變平臺(tái)企業(yè)，開展氘氚試驗(yàn)，積極布局聚變未來產(chǎn)業(yè)，早日建成聚變先導(dǎo)實(shí)驗(yàn)堆和商用示范電站。

 

極度浪漫又極具理性，非常艱巨而無比堅(jiān)定，這就是中國的核能“三步走”戰(zhàn)略。繼續(xù)走起，世界等著我們改變。

 

評論員 鐘和平；來源：中核集團(tuán)微信號(hào)