【正文】 面對全世界核能系統(tǒng)將要更新 換代的形勢，中國的決策層、科技界和工業(yè)界應(yīng)當緊緊抓住這一十分難得的機遇，果敢決策，充分利用我們在高溫氣冷堆技術(shù)上相對領(lǐng)先的優(yōu)勢，在大約 10 年期間內(nèi)，集中人、物、財力，堅持不懈、毫不動搖地組織高溫氣冷堆有關(guān)技術(shù)和應(yīng)用課題的攻關(guān)，搶占核能技術(shù)的制高點，實現(xiàn)高溫氣冷堆技術(shù)的跨躍式發(fā)展，盡快進入第四代先進核能系統(tǒng)。國際原子能機構(gòu)的官員認為，由于核安全的政治敏感性和核電站需要巨額投資，使核電的更新?lián)Q代比任何其他行業(yè)都要困難得多，南非的計劃在高溫氣冷堆的發(fā)展史上可以說是一個具有歷史轉(zhuǎn)折意義的極為重要的計劃，這個計劃一旦獲得成功，高溫氣冷堆的安全性和經(jīng)濟性相對于現(xiàn)有各類核電站的優(yōu)勢一旦被證實，將在核電界產(chǎn)生重大影響。南非 ESKOM 電力公司經(jīng)過多年的分析比較后決定放棄壓水堆，選擇模塊式球床高溫氣冷堆作為下一代核電站堆型并計劃在 2020 年建成 11 座高溫氣冷堆電站。 正是看到了高溫氣冷堆良好的發(fā)展前景，目前美、俄都有發(fā)展高溫氣冷堆的計劃。它不僅對未來核電的安全性，而且對其經(jīng)濟性乃至對其廢物處置和防止核擴散這些政治上、環(huán)境上的敏感問題都提出了很高的要求。 第四代先進核能系統(tǒng)必須滿足的主要指標是： （ 1）堆芯熔化概率低于每堆年 10－ 6； （ 2）在事故 條件下無廠外釋放，不需廠外應(yīng)急，即無論核電站發(fā)生什么事故，都不會對廠外公眾造成損害； （ 3）能夠通過對核電站的整體實驗向公眾證明核電的安全性； （ 4）初投資（隔夜價）低于 1000 美元 /kW； （ 5）建設(shè)期小于 3 年； （ 6）能夠和其他電力生產(chǎn)方式相競爭，總的電力生產(chǎn)成本低于 3 美分 /kWh。在當年 11 月舉行的美國核學會冬季年會上，進一步明確了發(fā)展第四代核能 系統(tǒng)的設(shè)想。第三代指 80 年代開 始發(fā)展、旨在 90 年代投入市場的先進輕水堆核電站，如日本的先進沸水堆（ ABWR）、韓國的系統(tǒng) 80（ system 80）電站、歐洲壓水堆（ EPR）和美國的先進壓水堆（ AP600）都屬于這一代。第一代指 50 年代末至 60 年代初世界上建造的第一批原型核電站。另一種是 主張放棄壓水堆路線，采用新的技術(shù)概念，設(shè)計和驗證安全性好、系統(tǒng)簡單的新一代堆型，使其在任何可能發(fā)生的嚴重事故情況下，對環(huán)境和公眾無災(zāi)難性后果，核安全達到公眾可接受的水平。 對如何突破世界核電發(fā)展的這一停滯狀態(tài)，國際核電界有兩種不同的意見和態(tài)度。這些系統(tǒng)包括大量的水泵和閥門等 能動 部件，需要確保其動力源（電源和壓縮空氣）的可靠性，為了保證安全相關(guān)系統(tǒng)的可靠性，又要求這些系統(tǒng)及其動力源多重設(shè)置、獨立、分離、多樣，這樣，系統(tǒng)越來越復雜、龐大，建造費用越來越高，建設(shè)周期越來越長，不僅經(jīng) 濟上失去了競爭力，而且復雜的系統(tǒng)反過來又影響了安全，致使人因失誤引發(fā)事故的概率增加?，F(xiàn)有的壓水堆自 1979 年美國三哩島核電站事故后，人們逐漸認識到它帶根本性的缺陷，即任何時候都必須保證堆芯的充分冷卻，一旦堆芯失去冷卻，就會造成嚴重事故。與此同時，人們對核能的安全性也提出了更高的要求，堆芯的熔毀概率降到百萬分之一量級。 4 發(fā)展前景 90 年代后期，人們逐漸認識到，隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，對能源的需求在持續(xù)增加，由于能源資源量的限制，核能的作用是不可替 中國最大的管理資料下載中心 (收集 \整理 . 部分版權(quán)歸原作者所有 ) 第 17 頁 共 21 頁 代的。它完全由我國自主設(shè)計和建造，除石墨材料和極少數(shù)閥門、貫穿件以外，絕大多數(shù)設(shè)備、材料、儀器、儀表都是國內(nèi)生產(chǎn)，燃料元件也是自己研制，調(diào)試運行和全部的管理工作，沒有一個外國人參加，可以說做到了自主設(shè)計、自主制造、自主建設(shè)、自主營運，擁有全部的知識產(chǎn)權(quán)。 HTR10 的主要設(shè)計參數(shù)如表 4 所 示，反應(yīng)堆與蒸汽發(fā)生器剖面示意圖見封三。 HTR10 具有一些重大的技術(shù)創(chuàng)新，脈沖氣流燃料元件裝卸系統(tǒng)，全數(shù)字化控制與保護系統(tǒng)、球形燃料元件的研制等分別是具有世界領(lǐng)先水平和先進水平的成果，國外已有公司表示了向中國購買該設(shè)計和燃料元件的意向。 2020 年底完成全部系統(tǒng)的安裝調(diào)試，實現(xiàn)首次臨界。 1998 年底，反應(yīng)堆壓力殼、蒸汽發(fā)生器及其壓力殼、熱氣導管及其壓力殼吊裝就位。 1995 年 6 月 14 日， HTR10 正式動工，澆灌第一罐混凝土。 1992 年 3 月，國務(wù)院批準在清華大學核研院建造 10 MW 高溫氣冷實驗堆（ HTR10）。 90 年代后期，美國麻省理工學院從安全性、經(jīng)濟性、建造周期、效率、壽命、退役費用、廢料處理、投資回收、防止核擴散、政府與公眾的支持等 29 個方面對幾種先進核動力堆進行了綜合評估（表 3），球床高溫氣冷堆以遙遙領(lǐng)先的總得分獲得第一名，被認為是 21 世紀美國乃至全世界核電站最有發(fā)展前途的堆型。 我國釷資 源豐富，發(fā)展釷－鈾燃料循環(huán)的高溫氣冷堆具有雄厚的資源基礎(chǔ)。釷被中子照射、經(jīng)過一系列反應(yīng)可以變成 233U，將釷鈾混在一起制成核燃料放入反應(yīng)堆中，在消耗 235U 的同時，還會生產(chǎn) 233U，這就是所謂的增殖。 239Pu 和 233U 都是人造元素，因此，自然界中存在的唯一裂變元素就是 235U。模塊式高溫氣冷堆單堆功率不大，可通過多模塊組