永久以来，一提到“核能”，东谈主们开首费神的即是安全问题。在这种配景下，具备本体安全、高效低碳、核废物减量等非凡上风的第四代核能响应堆，成为寰球动力转型程度中，破解传统核电安全痛点、拓宽核能应用空间的要津冲突口。我国“十五五”筹谋也明确提议，要恰当鼓吹四代堆本事研发与应用示范。
那么，到底什么是“四代堆”？它们又是奈何让核能更安全、更环保的？带着这些问题，科普中国斟酌了中国原子能科学连系院的关系科研东谈主员。
什么是
“第四代核能响应堆”
“第四代响应堆”最早由好意思国动力部在 20 世纪 90 年代末提议。2001 年，好意思国连合阿根廷、法国、日本等 9 个国度成立“第四代核能系统外洋论坛”（简称 GIF），并于 2002 年崇拜接收六大优先研发堆型。
“第四代响应堆”由 GIF 筹谋，指面向 2030 年后商用的新一代核电本事。四代堆是“革新性”的本事道路，即从物理旨趣、冷却剂类型到燃料轮回方式齐将发生根人道变化。绵薄来说，它是核能本事的“升级版”，比之前的核能本事更安全、更省钱、更环保，况兼防核扩散。
我国于 2006 年崇拜加入 GIF 组织，深度参与第四代核能响应堆的外洋研发与本事勾搭。
“第四代响应堆”的六大优先研发堆型包括：
1
超高温气冷堆
“超高温”是指响应堆堆芯接收石墨、陶瓷等耐高温材料，使得堆芯温度不错达到近 1000 摄氏度。“气冷”则是指不同于传统核电站的“水冷”方式，响应堆接收惰性气体氦气进行堆芯冷却和传热。
图片来源：央视新闻
2
超临界水冷堆
“超临界”是指响应堆运转在水的热力学临界点（374℃、22.1 兆帕）以上，水在此景象下成为兼具气液特质的单相流体，无欢快相变。“水冷”则是指响应堆以超临界景象的轻水同期当作冷却剂与慢化剂，延续传统核电站的水冷本事道路，但参数与性能显耀普及。
3
熔盐堆
是指接收熔融态氟化盐夹杂物当作核燃料载体与冷却剂的响应堆。有别于传统核电固态燃料+水冷/气冷的模式，熔盐堆的堆芯无需固态燃料结构，依靠流动的高温熔盐承载核裂变响应，具有常压运转、高温输出的优点。
4
钠冷快堆
响应堆接收液态金属钠当作堆芯冷却剂，替代传统核电站的水冷、气冷方式，导热身手强、职责温度高。“快堆”则是指响应堆不建树慢化剂，依靠高能中子平直看守链式裂变响应，无需减慢中子，快堆亦然异日核能发展的紧要标的。
5
铅冷快堆
相似是“快堆”类型，但堆芯冷却剂接收的是液态铅或铅铋合金。
6
气冷快堆
亦然“快堆”类型，别离于水冷、铅冷等冷却方式，响应堆接收氦气等惰性气体当作堆芯冷却剂。
图片来源：开源证券连系所
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是奈何让核能更安全、更环保的？
第四代核能系统外洋论坛对“第四代响应堆”设定的中枢机议是：
安全性：固有安全，顶点事故无需场外救急，堆芯熔毁概率极低。
经济性：发电老本更低，着力更高（40%~50%，高于三代约 33%）。
可抓续性：铀应用率大幅普及，核废物减量 90% 以上，救助闭式燃料轮回。
防扩散：燃料与堆型盘算评论核材料扩散风险。
这些筹谋是奈何通过本事盘算具体落幕的呢？
先说“安全”，四代堆最非凡上风之一即是“固有安全”。所谓“固有安全”，庸俗来讲即是，即使在严重事故情况下，不需取舍任何东谈主为和专设安全系统的打扰，响应堆仍能保抓安全景象。因此，四代堆无需场外取舍大领域东谈主员衰落等蹙迫步调，可从压根上根绝大领域的辐射性物资环境开释。
以钠冷快堆、铅冷快堆为例，它们用熔融的金属代替水当作冷却剂。金属熔融物具有更高的传热着力，且在常压下就能职责，不像水冷堆需要承受遍及压力。同期，快堆配备了“非能动安全系统”，在停机事故发生后，2026美加墨世界杯中国官方网页版堆芯余热不错依靠冷却剂的当然轮回被排出，大大提高了核电站的安全性。
再说“环保与可抓续性”，四代堆大约通过高效应用自然铀资源、大幅减少辐射性废物、提供永久清洁动力，落幕核能的可抓续发展。
具体来说，传统核电站关于自然铀资源的应用着力并不高，它应用铀-235 的裂变来产生能量，但铀-235 在自然铀中的占比仅有 0.714% ，就像是吃一个皮厚肉少的文旦，费勤劳气也只吃到一小口，更多的部分被丢弃了。而四代堆能把这些“本来要被丢弃的果皮、果核”齐应用起来，铀资源应用率从 1% 傍边提高到 60%~70%，本来只可用几十年的铀矿，能用上千年。
不仅如斯，四代堆还能落幕核废物大幅减量且愈加安全。平日核电站会连接产生需要深埋地底存放几万、几十万年的龟龄命核废物，四代堆则能把这类高危害、龟龄命的核废物当燃料“烧掉”或者“升沉”，使得剩下的废物辐射寿命大幅裁减，也更容易责罚。以快堆为例，一座快堆不错救助 5~6 座同功率压水堆的次量锕系核素（MA）嬗变，使辐射性废物对环境的辐射影响时候裁减 100 倍，废物量也同期大大减少。
图片来源：开源证券连系所
除了发电，四代堆的高温特质，让它不错“一专多能”，举例核能制氢、工业用热、海水淡化、城市供暖等。
2024 年获批的江苏徐圩核电样貌即是个典型例子。这是寰球首个核能与石化产业大领域耦合的创新样貌。核电厂不仅不错发电，还不错为连云港的石化基地供应工业蒸汽，每年将供气 3250 万吨、减少二氧化碳排放 1960 万吨，有用缓解高耗能产业减排脱碳压力。
我国“核能四代堆”的研发
得回了哪些推崇？
核电站缔造每每衔命“实验堆→原型堆→示范堆→商用堆”的旅途，极端于从实验室考证到大领域买卖化应用这么一个“打怪升级”经由。现在俄罗斯、好意思国、法国、日本等国度齐开展了四代堆的本事攻关，部分堆型建成了买卖化运转的电厂。中国在钠冷快堆、高温气冷堆和钍基熔盐堆等方面具备工程化与买卖化身手，得回多项缔造效果。
1
钠冷快堆
——中国原子能科学连系院
钠冷快堆是现在运转教授最丰富的先进核能系统，亦然我国正在要点发展的堆型之一。2010 年，中国原子能科学连系院建成了实验快堆。2024 年，一体化闭式轮回快堆创新连合体成立。在 2035 年傍边将落幕一体化快堆工程示范，具备买卖化应用要求。
2
高温气冷堆
——石岛湾高温气冷堆
2003 年清华大学建成实验堆。2023 年，山东石岛湾 20 万千瓦级买卖示范电站崇拜投运，这是寰球首座参加买卖运转的第四代核电站，绚丽着中国在第四代核能本事研发和应用领域达到寰宇跨越水平。
3
钍基熔盐堆
——中国科学院上海应用物理连系所
2025 年，中科院上海应用物理连系所牵头建成的 2 兆瓦（热功率）液态燃料钍基熔盐实验堆，初次落幕堆内钍‑铀核燃料退换，绚丽我国成为现在外洋上惟一运转并落幕钍燃料入堆的熔盐堆的国度。
2兆瓦液态燃料钍基熔盐实验堆厂房。图片来源：新华社
总的来说，在寰球动力转型和“双碳”大趋势下，清洁、高效、安全的新动力是破解动力危险、搪塞环境挑战的中枢标的，而核电当作安闲可靠的低碳动力，在寰球动力结构中占据着弗成替代的地位。近两年，AI 算力竞赛更是带来了前所未有的电力需求，寰球范围内，其他国度也齐在重启或扩建核电样貌。
第四代核电本事的冲突与落地，不仅丰富了我国新式动力体系的供给样式，更弥补了风电、光伏等新动力间歇性、波动性的短板，落幕“清洁发电+多元应用”的协同发展，能更好地助力我国构建清洁低碳、安全高效的动力体系新结构。
来源：“科普中国”
剪辑：胡雅诗
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