能源困局與曙光

人類文明的進(jìn)步，從來都離不開能源的利用。從煤炭驅(qū)動蒸汽機到石油點燃內(nèi)燃機，化石能源曾推動工業(yè)革命狂飆突進(jìn)，卻也留下碳排放劇增、環(huán)境污染、資源枯竭的沉重代價。在這些因素的推動下，根據(jù)《中國溫室氣體公報（2023年）》，當(dāng)年全球二氧化碳濃度突破百萬分之420，極端氣候頻發(fā)，能源轉(zhuǎn)型迫在眉睫。

在這樣的背景下，核能脫穎而出，其特點是碳排放接近零，能源密度高，供應(yīng)穩(wěn)定。而中國核電，從20世紀(jì)70年代的跚起步，到三代核電技術(shù)的自主研發(fā)，第四代反應(yīng)堆的布局，核聚變的探索正在從“跟跑”向“領(lǐng)跑”轉(zhuǎn)型，成為全球能源革命的一支重要力量。

核能的發(fā)展歷程：從探索原子奧秘到點亮萬 家燈火

人類對核能的探索從一次意外的發(fā)現(xiàn)開始。1896年，在研究熒光礦物時，法國物理學(xué)家貝克勒爾偶然發(fā)現(xiàn)鈾鹽可以使包裹在黑色厚紙中的照相底片感光一原子核深處潛藏的能量之門被悄然推開，這是人類第一次觀測到放射性現(xiàn)象。9年后，愛因斯坦用質(zhì)能方程 揭示物質(zhì)與能量的本質(zhì)聯(lián)系，為后來的核能開發(fā)埋下伏筆。

1938年，德國化學(xué)家哈恩與斯特拉斯曼在實驗室中觀察到，鈾原子核在受到中子撞擊后分裂成兩個較輕的原子核，并釋放出巨大能量，這就是“核裂變”現(xiàn)象?？茖W(xué)發(fā)現(xiàn)很快轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用，費米帶領(lǐng)他的團(tuán)隊于1942年12月在芝加哥大學(xué)建造了人類首座核反應(yīng)堆“芝加哥一號”。這座由石墨塊和鈾燃料構(gòu)成的裝置，首次實現(xiàn)了可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，標(biāo)志著人類真正掌握了可控核裂變技術(shù)。1954年，蘇聯(lián)奧布寧斯克核電站實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，核能正式進(jìn)入民用領(lǐng)域。鈾-235原子核在中子轟擊下分裂釋放的巨量熱能，通過冷卻劑循環(huán)、蒸汽輪機驅(qū)動等系統(tǒng)，最終化作照亮千家萬戶的電流，開啟了核能大規(guī)模民用的歷史篇章。

中國核電發(fā)展

在中國核電的起步階段，1970年周恩來總理在二機部報告中揮筆寫下“二機部不能光是爆炸部，要搞核電站”的批示，宣告了中國民用核事業(yè)的起航。此后的20年里，科研人員攻克重重壁壘，1991年完全自主設(shè)計的核電站秦山一期30萬千瓦機組并網(wǎng)發(fā)電，實現(xiàn)中國大陸核電“零的突破”。次年，廣東大亞灣核電站兩臺M310機組點亮了香港與珠三角的夜晚，中國首次引入國際先進(jìn)核電技術(shù)，中國核電邁出國際合作第一步。從秦山的自主攻堅到大亞灣的借梯登高，中國核電用兩個坐標(biāo)，勾勒出“兩條腿走路”的初期發(fā)展圖景。

在快速發(fā)展階段，21世紀(jì)批量建造的CPR1000機組見證了一場國產(chǎn)化逆襲。反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器等“硬骨頭”相繼攻克，從大亞灣核電站時期設(shè)備國產(chǎn)化率不到 1% （楊陽騰等，2018），到國產(chǎn)化率攀升至 85% （陳芳等，2017），一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)成型。

在技術(shù)迭代的浪潮中，融合中西技術(shù)基因的“華龍一號”于2015年破繭而出：作為全球首個通過國際原子能機構(gòu)（IAEA）通用安全審查、獨創(chuàng)“能動 + 非能動”雙重安全屏障的三代堆型，即使遭遇商用大飛機撞擊也能確保反應(yīng)堆安然無恙（葉奇蓁，2018）。根據(jù)中核集團(tuán)報道，全球首個陸上商用模塊化小堆“玲龍一號”將于2026年在海南昌江建成，年發(fā)電10億度可滿足52萬戶用電，其一體化模塊化技術(shù)將確立我國在該領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位。

在此過程中，中國核電實現(xiàn)規(guī)模與質(zhì)量的同步躍升。截至2023年，55臺在運機組構(gòu)成總裝機容量57吉瓦的清潔能源矩陣，占全國累計發(fā)電量近5% ，裝機規(guī)模穩(wěn)居全球第三（宋晨，2024）。從技術(shù)跟跑到并跑領(lǐng)跑，中國正將核電鍛造成能源轉(zhuǎn)型的核心引擎。

如今，中國核能發(fā)展嵌入了“三步走”戰(zhàn)略的精密齒輪，從熱堆起步，到快中子增殖反應(yīng)堆提升鈾資源利用率60倍，再到最終邁向終極能源核聚變堆。沿著這條路線，2010年中國實驗快堆首次實現(xiàn)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。同時，新一代“中國環(huán)流三號”（HL-3）托卡馬克裝置于2023年創(chuàng)下高約束模式等離子體電流1兆安培的紀(jì)錄，其核心參數(shù)比肩國際主流裝置。從壓水堆的成熟商用，到快堆的工程驗證，再到聚變堆的前沿探索，中國正以階梯式創(chuàng)新叩響未來能源之門。

全球與中國核電現(xiàn)狀及安全解析

根據(jù)中核智庫《2024年我國大陸核電機組情況》報告，截至2024年底，我國在運、在建和核準(zhǔn)待建核電機組共有102臺，總裝機容量1.13億千瓦，連續(xù)第2年位居全球首位。

我國核電機組分布在東部沿海8個省份28座核電站。通過國家核安全局官方網(wǎng)站的核電站總體安全狀況系統(tǒng)（http：//spi.mee.gov.cn：8080/spi/），可查詢到我國核電廠的具體安全運行數(shù)據(jù)，真正做到公開透明。

我國對于核電安全非常重視，從國家政策層面到技術(shù)層面都有著完善的確保核安全的措施。在國家監(jiān)管層面，國家核安全局實施全程許可審查，從廠址選擇開始到運行維護(hù)都有著嚴(yán)格的審批流程及報告編制要求。

核電站選址嚴(yán)格遵循多重安全準(zhǔn)則：首先，地質(zhì)穩(wěn)定，避開地震帶與活動斷層；其次，臨近充足水源（如海、河），保障冷卻需求；第三，要求周邊低人口密度，預(yù)留應(yīng)急隔離區(qū)；第四，氣象條件需利于大氣擴散，避免污染物積聚。選址需通過國家核安全局及IAEA評估，確保符合《核安全法規(guī)》及《核電廠廠址選擇安全規(guī)定》，從源頭杜絕自然災(zāi)害與人為風(fēng)險，筑牢安全首道屏障。

技術(shù)安全層面，核電廠設(shè)置了四道安全屏障。第一道安全屏障是燃料芯塊：鈾氧化物陶瓷體固化98% 放射性物質(zhì)。第二道是鋯合金包殼管：密封燃料棒，隔絕裂變產(chǎn)物。第三道為壓力容器：厚鋼制容器承壓防泄漏。第四道是雙層安全殼：預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)筑物（厚 米以上），內(nèi)襯鋼殼，抵御地震、飛機撞擊等極端沖擊，確保放射性物質(zhì)零外泄。四道屏障層層獨立、互為冗余，嚴(yán)格遵循IAEA安全標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)成縱深防御體系。

中國核電以“零核事故”記錄印證安全性，并通過技術(shù)自主化、管理標(biāo)準(zhǔn)化、監(jiān)管透明化，持續(xù)為全球能源轉(zhuǎn)型提供可信賴的中國清潔能源方案。

核電在未來能源格局中的三重使命

根據(jù)《中國核能發(fā)展報告（2021）》，作為“雙碳”目標(biāo)的“壓艙石”，核能全生命周期碳排放僅為煤電的1/60，如果在2060年裝機量達(dá)到400吉瓦（約當(dāng)前7倍），年減排量將超30億噸，占碳中和目標(biāo)的 10%～15% ，其穩(wěn)定基荷特性更可與風(fēng)光互補，破解可再生能源“看天吃飯”的困境。在能源安全維度，國內(nèi)35萬噸鈾礦探明儲量疊加哈薩克斯坦、納米比亞等海外合作，形成資源“雙保險”，而第四代高溫氣冷堆采用陶瓷包覆燃料球，即便在 極端條件下仍能鎖住放射性物質(zhì)，重塑核電安全邊界。在創(chuàng)新層面，核電產(chǎn)業(yè)鏈不僅催生鋯合金、核級泵閥等“高

精尖”產(chǎn)業(yè)集群，更借“華龍一號”出海巴基斯坦等形成技術(shù)輸出，將中國標(biāo)準(zhǔn)嵌入了全球能源版圖。

點亮未來的“中國之光”

從秦山30萬千瓦機組到“華龍一號”百萬千瓦巨擘，從吸收引進(jìn)到自主創(chuàng)新，站在“雙碳”自標(biāo)與能源革命的交匯點，核電不僅是技術(shù)實力的象征，更承載著人類對清潔、無限能源的永恒追求。當(dāng)?shù)谒拇磻?yīng)堆的藍(lán)光劃破長夜，當(dāng)“人造太陽”的火焰照亮蒼穹，中國核電正以創(chuàng)新為炬，為全球能源轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)東方智慧。

本文作者侯菲是中國核電核能科普創(chuàng)新工作室公宣主管，工程師；李超是中國核電文化創(chuàng)意與品牌工作室黨群副主任，高級政工師；王路遙是核電運行研究（上海）有限公司高級工程師