在寻找终极能源的道路上,核能技术正兵分两路:一条是不断升级的裂变之路,另一条是向前奔驰的聚变之路。
第二次世界大战催生了原子弹,同时也开启了人类利用核能的新时代。原子弹是核裂变不可控的利用,于是科学家制造了反应堆,将核裂变慢下来,开始用裂变的能量造福社会。
我国核裂变事业起步于北京房山。中国第一座重水反应堆——101堆,它被誉为“功勋反应堆”,不仅为“两弹一星”的研制立下汗马功劳,还培养了首批核能人才,是中国核科技的摇篮。
进入第二代反应堆阶段,中国迈入了核电商业化的大门。1991年,自行设计建造的秦山核电站并网发电,结束了中国大陆无核电的历史。同时,大亚湾核电站也为中国积累了宝贵的核能商用经验,并为后续标准化建设打下了基础。
在自主创新的驱动下,中国的第三代核电技术迎来了高光时刻。最具代表性的“华龙一号”全球首堆于2021年投入商运,安全性、经济性全面提升。如今,“华龙一号”已成为中国闪耀世界的“国家名片”。
当前我国大力发展的第四代核反应堆,包括气冷快堆、钠冷快堆、熔盐堆等不同技术路线。钍基熔盐堆,利用我国储量丰富的钍替代稀缺的铀作为燃料,而且无需消耗大量水资源可用熔盐循环进行冷却,可以建在沙漠、戈壁等干旱无水地区,产生的高温核热可以用于高效发电、高温制氢等重要领域。目前,我国钍基熔盐实验堆已在甘肃武威建成并达到满功率运行,成为全球唯一在运行的熔盐堆,为核裂变能发展开辟了全新的赛道。
与此同时,中国科学家们将目光投向了核聚变,人类能源的终极梦想。
如果说裂变是“劈开原子”,那聚变则是“融合原子”,模拟太阳内部的能量产生机制。它的燃料取自海水中的氘和氚,几乎取之不尽,且反应过程不产生长寿命放射性废物,被视为真正清洁、安全的“终极能源”。
目前,全球规模最大的国际热核聚变实验堆(ITER)计划正在积极推进,而中国的“人造太阳”EAST装置已多次刷新等离子体运行时长世界纪录,中国核聚变装置CRAFT(聚变堆主机关键系统综合研究设施)和BEST(紧凑型聚变能实验装置)也在稳步推进,为未来聚变能的商业应用奠定了关键基础。
裂变与聚变研发并非竞争关系,而是确保能源安全的并肩作战,既确保我们当下的能源转型与安全,又瞄准我们更遥远的未来,储备决定性的技术力量。从解锁裂变能到追逐聚变梦,这是一场跨越世纪的能源长征,而中国正从曾经的追随者,稳步迈向引领未来的探路者。
监制:白玛央金 梁铮铮
主编:帅俊全
记者:帅俊全 韩文旸
责任编辑:胡启晨
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