中国核能技术重大突破：向“防熔毁”核反应堆迈出关键一步

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https://gizmodo.com/china-tests-safety-system-for-a-meltdown-proof-nuclear-reactor-2000649703

中国在核能安全技术领域取得了一项可能改变全球核电产业格局的重大突破。中国原子能科学研究院近日宣布，其整体式快堆余热排出系统测试取得成功，这标志着"防熔毁"核反应堆技术向实用化迈出了关键一步。这项技术通过自然循环冷却剂散发多余热量，有效防止反应堆堆芯过热，将显著提升核电站的本质安全水平。

这一技术突破的重要性在于其解决了核能领域长期存在的安全隐患。传统核反应堆依赖复杂的外部冷却系统，一旦发生断电或设备故障，就可能导致堆芯过热甚至熔毁。而自冷却快堆技术利用物理定律的自然循环原理，即使在完全失去外部电力的情况下，也能自动维持反应堆的安全冷却，从根本上消除了类似福岛核事故的风险。

中国原子能科学研究院在声明中强调："从反应堆堆芯中移除余热对反应堆的安全至关重要。这是中国首次针对整体式快堆新型非能动余热移除技术进行的原理验证试验。"这项测试的成功完成，不仅验证了理论设计的可行性，更为中国下一代核电技术的发展奠定了坚实基础。

技术优势与全球竞争态势

2004年，中国首座实验性快中子增殖堆投入建造，由中国原子能科学研究院负责研发。 © Petr Pavlicek/国际原子能机构

整体式快堆技术代表了核能发展的前沿方向。与传统的热中子反应堆不同，快堆利用高能"快"中子引发并维持裂变链式反应，通常采用液态钠或铅作为冷却剂。这种设计使快堆能够比传统反应堆多提取100倍的能量，燃料利用效率显著提高。

更重要的是，整体式快堆采用闭环燃料循环运行模式，乏燃料可以重复回收利用。根据美国能源部的数据，这种技术可以减少高达90%的核废料产生，从而大幅缓解核废料处置的长期挑战。对于正在大力发展核能的中国而言，这一特性具有特殊的战略意义。

在全球核能技术竞争中，整体式快堆的概念最初由美国阿贡国家实验室提出并开发，但该项目后来被取消，美国至今仍未拥有商业化的快堆。这为其他国家在这一领域的技术追赶提供了机会。中国在向国际原子能机构的报告中明确表达了在其核能计划中扩大使用快堆技术的强烈兴趣，显示出在这一前沿技术领域实现突破的决心。

俄罗斯目前在快堆技术方面处于领先地位，其BN系列钠冷快堆已实现商业运行多年。法国、日本、印度等国也都在积极开发各自的快堆技术。中国此次在自冷却快堆系统方面的突破，标志着其在这一关键技术领域正在缩小与先进国家的差距。

从理论到实践的技术路径

中国原子能科学研究院的这项成果并非一蹴而就。研究团队首先通过详细的计算机模拟，深入理解自然循环冷却机制在实际反应堆环境中的运行规律。在充分掌握理论基础后，他们开发了专门的测试装置，用于验证整体式快堆新型非能动余热排出系统的运行原理。

这种从理论模拟到实物测试的研发路径，体现了现代核能技术开发的严谨性和系统性。非能动安全系统的核心在于利用自然物理现象，如重力、自然循环和蒸发冷凝等，在不需要外部电源或操作员干预的情况下，自动响应异常工况并维持反应堆安全。

据中国原子能科学研究院透露，这项技术已经被纳入中国下一代吉瓦级快堆CFR-1000的设计中。CFR-1000是中国正在开发的商业化快堆项目，装机容量达到1000兆瓦，代表了中国在核能技术领域的最新成就。将自冷却技术集成到这一大型商业反应堆项目中，标志着中国在快堆技术产业化方面取得了实质性进展。

全球核能发展的战略考量

中国在核能技术方面的快速进步，反映了其应对气候变化和能源转型的战略决心。作为世界最大的温室气体排放国，中国承诺在2060年前实现碳中和，这要求大幅减少化石燃料使用。核能作为清洁、高效的基础负荷电源，在这一转型过程中扮演着关键角色。

目前，中国在建核电机组数量居世界首位，核电装机容量快速增长。然而，传统核电技术在安全性、废料处理和燃料利用效率方面仍存在挑战。快堆技术的发展和应用，有望在很大程度上解决这些问题，为核能的大规模发展扫清障碍。

中国原子能科学研究院指出："有效实施和验证快堆的自然循环是当前的国际热点和挑战。"这一表述既体现了技术开发的难度，也反映了国际社会对这一技术的高度关注。在全球核能技术竞争日益激烈的背景下，谁能率先实现快堆技术的商业化应用，谁就有可能在未来的清洁能源市场中占据优势地位。

需要指出的是，这次测试成功并不意味着技术已经完全成熟。从原理验证到工程示范，再到商业化应用，仍需要大量的技术优化和安全验证工作。但这一突破无疑为中国乃至全球的核能技术发展注入了新的动力，为实现更安全、更高效的核能利用开辟了新的可能性。

随着全球对清洁能源需求的不断增长，核能技术的创新和应用将发挥越来越重要的作用。中国在自冷却快堆技术方面的突破，不仅有助于提升本国核能安全水平，也为全球核能技术的进步做出了重要贡献。