從“一堆一器”到“核能‘三步走’” 中國核能高質量發展之路行穩致遠
發布時間：2024-04-10 信息來源：
六天三地，跨越近5000公里。近日，一場中國核工業的追尋之旅展開。
今年是我國第一顆原子彈成功爆炸60周年，明年1月15日是核工業創建70周年。為進一步貫徹落實習近平總書記對核工業重要指示批示精神，更好地傳播宣傳核工業、核科學，弘揚“兩彈一星”精神，今年1月15日，中核集團啟動了“大國底氣從核來·重走核工業路”媒體行活動，同時發布了活動的四條路線，邀請社會各界一起重走核工業路。
第一條路線以從“一堆一器”到“核能‘三步走’”為主題——從“核工業的搖籃”原子能院出發，到“雙龍齊飛、三堆共建”的海南核電，再到承載著人類終極能源夢想的西物院，媒體記者們用一周的時間“光速”穿越核工業近70年，感受中國核工業從無到有、從小到大、由大到強的發展歷程。
核工業從這里出發
3月的北京，乍暖還寒。
一輛大巴車載著來自人民日報、新華社、央視等30多家媒體記者、跨界大V駛入中國原子能科學研究院。“大國底氣從核來·重走核工業路”媒體行活動第一條線路從這里出發。
“先有原子能院，后有核工業。”創建于1950年的原子能院是我國第一個核科學技術研究機構，也是我國基礎性、前瞻性、先導性、工程性核科研綜合基地，被譽為我國核工業的“搖籃”。
歷史和現在在此交匯。走進原子能院，仍然可以看到這里依然保留著上世紀50年代建造的廠房、生活區和專家樓。工作區中有一幢古樸的紅色建筑，被稱為反應堆大樓；大樓東側，有一塊巨大的磁鐵，這就是我國第一臺回旋加速器的核心主磁鐵。反應堆和加速器是開展原子能科學研究的基礎核設施。1955年初，我國決定從蘇聯引進一座7000千瓦的重水型實驗性反應堆和一臺直徑1.2米的回旋加速器。
“一堆一器”為我國的“兩彈一艇”事業做出了突出貢獻。引爆原子彈最重要的“引信”——點火中子源在這里研制；原子彈核心部件“鈾球”的原料在這里完成技術研發和生產。它們還為氫彈理論探索、中子測量、核反應數據測量、核潛艇動力堆設計及驗證等多項科研任務提供了試驗條件和保障。隨著一項項技術難關被攻克，中國正逐漸掌握打開原子能大門的鑰匙。
如今，第一座重水反應堆已經停閉，第一臺回旋加速器已經退役。原子能院已從“一堆一器”走向“多堆多器”，成為國內加速器與反應堆類型最多的綜合性研發基地。我國核工業的發展，走上自主創新的道路。
1983年，我國“熱堆-快堆-聚變堆”的核能發展總戰略提出，這一戰略的核心目標是解決我國核能可持續發展和核燃料長期安全有效供應的問題。在這個戰略框架下，中國核能領域取得了顯著的成果。
當前，熱堆在核能發電中的占比達到90%以上，近期內仍將是我國核電發展的主力堆型，將在支撐我國“雙碳”目標實現、優化能源電力結構、建設新型能源體系中發揮重要作用；我國快堆技術通過分階段推進，掌握了原理性技術、建成了試驗裝置、培養了技術人才、拓展了研究平臺，核心技術取得重要突破；我國自參加ITER計劃以來，相關科研實力得到了極大提升，核聚變技術已從過去的跟跑到并跑，到部分技術達到國際領先水平，建成了以中國環流三號為代表的聚變裝置。
在“看見·新時代核工業”媒體沙龍上，原子能院院長楊紅義與媒體記者們分享他的觀點：面向“雙碳”目標，面向裂變能長期可持續發展未來，需要解決熱堆與快堆協同發展、接續發展問題，積極推動三步走戰略中第二步快堆發展的走實。
“通過建立一體化快堆閉式循環系統，可以實現鈾資源循環利用，理論上可使我國鈾資源可利用率提高60倍，資源可利用時間從百年尺度提升到千年尺度，是支撐我國核電積極安全有序發展及環境友好發展的必由之路。”原子能院副總工程師、核工程設計研究所所長、一體化快堆項目總設計師周培德說。
中核集團高度重視一體化快堆研發工作，目前已開展大量研究工作，取得階段性成果。為我國能源安全發展提出了系統性的解決方案，積極發揮著高水平科技自立自強的中堅作用。
“雙龍”在這里騰飛
3月的海南，椰風海韻，碧波銀灘。
從海口美蘭機場到位于昌江的海南核電基地，將近3個小時的車程之后，在藍天碧海旁，記者們看到了“雙龍齊飛，三堆共建”的震撼景象——“華龍一號”海南核電3、4號機組正在建設當中，與之同期建設的還有被譽為“核能充電寶”的我國另一自主創新重大成果“玲龍一號”。
海南省是國內核電發電量占比最高的省份。作為我國最南端的核電，海南核電一期工程每年為海南省提供90-100億度電的清潔能源保障，約占海南全省用電總量的三分之一。二期工程采用中國具有完全自主知識產權三代壓水堆核電“華龍一號”技術，已于2021年3月31日正式開工建設。此外，被稱為“核能充電寶”的全球首個陸上模塊化小型核反應堆“玲龍一號”也在如火如荼地建設中。大國實力，由此彰顯！
作為海南省頭號能源企業，海南核電已經形成“雙龍齊飛”的格局，同時擁有二代改進型、三代、示范小堆多種堆型機組，對提升海南能源電力保障供應、帶動全產業鏈創新升級、助力海南高質量完成“雙碳”目標具有重要意義。截至目前，海南核電已累計安全、零碳發電700多億度，相當于減少排放二氧化碳6700萬噸、植樹造林45個西湖景區面積。
海南核電黨委書記、董事長魏智剛介紹，在核能“三步走”技術路線的指引下，我國熱堆實現了二代向三代升級，實現了規模化、批量化、國產化發展。
目前，中核集團核電保持積極安全有序發展，中核集團控股在運核電機組26臺，裝機容量2440萬千瓦，核準及在建核電機組18臺，裝機容量1939萬千瓦。2023年，中核集團在運在建核電總裝機容量居國內第一、全球第二。我國已成為全球最大、最為活躍的核電市場，也是推動全球三代乃至四代核電創新發展的主要國家。
其中，“華龍一號”是創新中核的代表，是中核集團在四十余年核電科研、設計、制造、建設和運行經驗的基礎上，投入大量財力、物力、人力，深刻汲取國際上歷次核事故特別是福島核事故教訓，借鑒國際三代核電非能動安全的先進理念和運行經驗反饋，滿足國際最先進的法規標準研發設計的三代核電機型，具有完整自主知識產權。截至目前，作為我國具有完全自主知識產權的三代壓水堆核電技術，“華龍一號”國內外在運在建機組總數達27臺，已成為全球在運在建機組總數最多的三代核電技術。
在充滿挑戰與希望的核工業路上，中國一代代核工業人肩負起歷史使命，堅定向著建設世界核工業強國的宏偉目標邁進。
中國聚變夢從這里啟航
面朝三江、背依峨眉。
20世紀60年代，在國家“三線建設”的戰略部署下，西物院建院四川樂山，以“451工程”建設為使命，于1985年成功研制中國首個工業規模的托卡馬克裝置——中國環流一號，標志著我國受控核聚變研究進入世界前沿。
2001年，隨著核工業西南物理研究院主體搬遷到成都，中國環流一號實驗裝置完成了它的歷史使命。2012年中核集團核工業西南物理研究院下屬的成都理工大學工程技術學院將451工程舊址改造成為中國核聚變博物館。這里是中國聚變夢開始的地方。
作為我國最早致力于研究“人造太陽”的專業科研院所，核工業西南物理研究院是“熱堆-快堆-聚變堆”核能“三步走”戰略中聚變堆研發的核心單位，也是我國參與全球最大“人造太陽”——國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃的重要支撐單位。
60年來，西物院先后建成了在聚變領域具有里程碑意義的三代重要平臺：中國環流一號、中國環流二號、中國環流三號。中國環流一號是我國核聚變領域第一個國家大科學工程裝置；中國環流二號為我國核聚變研究從原理探索到大規模裝置實驗的跨越式發展奠定堅實的科學與工程技術基礎；2020年，自主設計建造成功第三代聚變平臺——新一代人造太陽“中國環流三號”，該裝置是我國規模最大、參數最高的先進托卡馬克裝置。
自2008年以來，中國還承擔了國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃中18個采購包的制造任務，涉及磁體支撐系統、磁體饋線系統、電源系統、輝光放電清洗系統、氣體注入系統、可耐受極高溫的反應堆堆芯“第一壁”等核心關鍵部件。到了組裝階段，中國又通過中法聯合體，深度參與實驗堆核心裝置托卡馬克的安裝。2023年12月，西物院與ITER總部簽署協議，宣布新一代人造太陽“中國環流三號”作為ITER衛星裝置面向全球開放，邀請全世界科學家來中國集智攻關，共同追逐“人造太陽”能源夢想。這些成果充分展示了中國在核聚變研究領域的實力和水平。ITER組織總干事彼得羅·巴拉巴斯基接受新華社記者專訪時表示，從關鍵部件交付到核心裝置安裝，中國是國際熱核聚變實驗反應堆計劃值得信賴的合作伙伴。
從核裂變到核聚變，從不可控到可控，中國核工業人與世界一道，在尋找能源終極解決方案的壯麗征程上孜孜不倦。
“熱堆-快堆-聚變堆”核能“三步走”戰略對于保障我國的能源安全有著重要意義，是符合我國國情的核能發展戰略,也是能夠引領世界核能發展的技術方向。
中核集團以“熱堆走穩、快堆走實、聚變走好”為現階段總體思路，大力推進先進核能產業科技創新，打好關鍵核心技術攻堅戰，更好發揮在加快形成新質生產力中的引領作用。
從“一堆一器”到“核能‘三步走’”，中國核工業從光榮歷史中走來，向世界一流挺進。進入新時代，中國核工業作為國家安全的堅強盾牌、科技創新的排頭兵、經濟發展的重要引擎，繼續承載著民族的希望與夢想，走入下一個輝煌時代。（鄭欣）
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