中国将破解“电荒”？第四代核反应堆临界，与“碳中和”完美契合

我国缺电吗？前几天多个省份也相继实行了限电。由于我国工业发达，人口密度大，长期以来电力供应确实比较紧张。不过就在不久前，我们的第四代核反应堆达到了临界，与“碳中和”完美契合。
这对于我们攻克电力短缺问题是一项很大的助力，甚至有望破解和改变我国电力短缺的局面。第四代核反应堆到底是什么技术，对于我国究竟有多大影响呢？这里是先锋观察站，如果您对本期话题感兴趣，就请点赞支持一下吧！

第四代核能高温气冷堆

全球首座四代核高温气冷堆，是我国乃至全世界首座第四代核能高温气冷堆。这说明我们在该核电技术领域取得了重要突破，成功走在了世界前列。这里就涉及到一个核电临界状态，简单地说就是反应堆从次临界状态，通过引入中子到临界状态，从而达到自持链式裂变反应的一个过程。

开车的时候车速达到80—90迈不太费油，这是因为这个时速下发动机产生的惯性，刚好达到了一个临界点，此时燃油燃烧充分，所以省油。那么我们的高温气冷堆成功临界是什么概念？可以说有了这项技术，我们国家的电力短缺问题就很可能逐渐缓解了。

我们国家首先完成第四代核电机组的临界测试，同时也是第一个正式应用了第四代高温气冷堆核电技术的国家。这项技术从上世纪末才开始，有十余个国家共同开发。这些国家在94个概念堆中最后确定了6种第四代核电站概念堆系统。

这确定下来的六种四代核电堆，分别为：气冷快堆系统、液态金属冷却堆、熔盐反应堆系统、液态钠冷却快堆系统、超高温气冷堆系统、超临界水冷堆系统。而我们技术储备最丰富的是超高温气冷堆系统。

中国核反应堆发展史

其实这项技术在上世纪第一代核电技术上就已经开始了应用。因为核电技术对我国的经济发展十分重要，1986年我们把核电气冷堆列入了863计划。

2000年底，我们建成了首个10兆瓦高温气冷实验堆，并且成功达成了临界。2003年我们利用该气冷堆做到了满功率发电。

而且这也证明我们国家在高温气冷堆领域走在了世界前列。过去我们的第一代高温气冷堆的核燃料采用的是铀为主，石墨作为，二氧化碳为冷却剂。

慢化剂

而我们现在的新一代高温气冷堆使用的是氦气做冷却剂，堆芯燃料元件使用的仍然是石墨。蒸汽轮机的发电效率达到了40%,而美国著名的西屋公司第三代核电机组发电效率才36.8%。

高温气冷堆如果使用冷却氦气来推动蒸汽轮机的话，其发电效率可以达到惊人的45%—50%。要知道火电也不过是这个效率。从这里我们也可以清晰看出，核电的发电效率以及经济效益确实具有优越性。

的

这一项目建成后，成功使我国的核电技术转为商用工程技术的目标顺利实现。这也提高了我国核电技术的经济竞争力。而且高温气冷堆并不依赖重水冷却，也就是说核电不依赖海水，那么我们就可以在沙漠或者荒漠建设，大大提高了核电机组的适用性。

2012年我们在山东省荣成市开始建立全世界首座第四代核电站，这是全世界，第一个使用第四代高温气冷堆的商用规模示范电站。

该工程使用了蒸汽循环，发电效率也达到了40%以上。这是全世界发电效率最高的核反应堆。我们也在20兆瓦核电技术的基础上，又进一步完成了60兆瓦高温气冷堆的方案设计。

并且还在积极研究超临界版高温气冷堆技术，这一技术如果研究成功，那就可以大幅度提高发电效率，而且还能减少核废料。不止如此，我们还在积极开发钍基熔盐堆核能系统。这个核能系统使用稀土元素，已经在2018年10月就开始建设了，并且在今年的5月完工，8月底已经完成了机电安装，9月投入了测试。

为何近几年我国涌现出这么多四代核电技术呢？其实根本原因还是我们国家更加重视经济和科技发展大环境了。曾经的我们主要在沿海地带利用重水来开发核电系统，而如今已经在逐渐走向内陆城市了。

这次使用的钍基熔岩堆核能系统，代替了过去我们使用的铀。这个新投入开发的放射性元素钍，储量大，而且一般不会自发裂变，又有着廉价的优势，是上好的核燃料。

熔盐堆无论是安全性还是灵活性都更好一些，冷却剂主要是氟化盐，冷却后是固体，这就可以从根源上避免其流入地下水。由于其不依赖水源，所以其适应性大大增加，可以更加便捷的选址，甚至该项技术可以在戈壁和沙漠推广。

对于钍基熔盐堆的商用，我们也早已进行相关布局了。因为其安全性比较高，以后用于社区专用，也是有可能的。该技术对于用电量巨大的工业城市意义重大。我们已经建成了2兆瓦钍基熔岩实验堆，就要进行临界实验。下一步我们还会开发10兆瓦的实验堆，在未来还会开发100兆瓦的实验堆核能系统。

对于要实现碳中和的我国来说，核电有着极大优势，但是带来的核废料也是大问题。我们把核废料主要掩埋在甘肃玉门和广东北龙，不过我们的核电站设施大部分都在东南沿海地区，这个运输过程最少要一星期，数千公里远，安全问题极为重要。核废料的处理耗费大量的资金，但为了长远利益考虑，必须要对其进行处理。

针对这一局面，我们一直在积极提高发电效率，并且逐步将核电设施建设转移到内陆和戈壁沙漠。等到这一项目建成，我们的经济和工业发展必定会如虎添翼，就能更进一步摆脱电力短缺的问题。

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