國際社會正加快推進鉛冷快堆等第四代核電技術的發展

如何提高核反應堆安全性，一直是國際社會關注的重點。

4月24日，中國核學會、中國核科技信息與經濟研究院、中國原子能科學研究院在北京聯合舉辦了《2018年國外核工業與技術重大發展動向》(下稱《動向》)發佈會。

截至2018年年底，全球在運機組454臺，總裝機容量超過4億千瓦;在建核電機組54臺，總裝機容量5501.3萬千瓦。目前，全球17個國家或地區正在建設核電站，其中，白羅斯、阿聯酋、孟加拉國、土耳其是新的核電成員國。

《動向》指出，核能作為清潔能源仍具有廣闊的發展前景。為提高核反應堆安全性，國際社會正加快推進鉛冷快堆(LFR)等第四代核電技術的發展，研發鈾鉬合金燃料和耐事故燃料。

2002年，第四代核能系統國際論壇(GIF論壇)選定鈉冷快堆、鉛冷快堆、氣冷快堆、超臨界水堆、超高溫氣冷堆和熔鹽堆六種最具發展潛力的堆型，組成第四代反應堆系統。

其中，鉛冷快堆是指採用液態鉛或鉛鉍合金冷卻的快中子反應堆，通過閉式燃料循環方式，具有良好的核廢料嬗變和核燃料增殖能力，及較高的安全性和經濟性。它被GIF評定為有望首個實現工業示範和商業應用的第四代反應堆。

根據《動向》，俄羅斯已批准建造鉛冷快堆核電站，計劃2022年啟動建設，並提前啟動配套核燃料製造廠建設;歐洲計劃在2030年左右完成600MW鉛冷快堆ELSY和125MW鉛冷快堆ALFRED示範堆的建設;美國2018年出版的四代反應堆技術標準，其中規定了鉛冷快堆的設計建造基本技術要求。

中國也有團隊在研究鉛冷快堆技術。2016年，中國科學院核能安全技術研究所FDS團隊鉛冷快堆冷卻劑技術取得突破，建成中國首座純鉛冷卻劑實驗迴路。

在四代核電領域，中國還在實施高溫氣冷堆國家科技重大專項。山東石島灣高溫氣冷堆示範工程已進入安裝調試的最後階段，預計於2020年上半年建成投產。

4月16日，哈爾濱電氣集團有限公司宣佈，全球首臺四代核電“心臟”裝備——高溫氣冷堆核電站示範工程主氦風機通過驗收。

安全性也成為新一代研究堆燃料的主要研究方向。核反應堆按用途分，大致可分為研究堆、動力堆、生產堆和特殊用途堆等。

中國核科技信息與經濟研究院首席專家王春芬在會上介紹，目前，高密度鈾鉬合金燃料是美國、俄羅斯、韓國等國正在重點研發的先進金屬核燃料，是新一代研究堆對燃料的主要研究方向，它也是優質的空間堆燃料。

與傳統研究堆使用的二氧化鈾和硅化鈾燃料相比，鈾鉬合金燃料的鈾密度和熱導率遠高於前者。

其主要優勢包括：使用低濃度鈾鉬燃料即可在研究堆上實現高通量;導熱性能好，利於提高反應堆運行安全性，目前還在探索用於核電廠耐事故核燃料;乏燃料易於後處理。

國外鈾鉬合金燃料技術正趨於成熟，有望於不久後投入應用。

目前，韓國、俄羅斯主攻彌散型燃料技術，已完成全尺寸先導燃料組件的輻照試驗，計劃未來幾年投入工程應用。歐洲的輻照試驗工作正在進行之中，並且要持續到2025年才能完成，燃料認證工作計劃2019年啟動。美國開發的單片型鈾鉬合金燃料，已進入關鍵的燃料認證階段，計劃在2025年完成認證後大規模推廣使用。