2026中国国际核聚变与核能源产业大会暨展览会

双核并行——核裂变与核聚变的协同发展之路

在全球能源转型的进程中,核电作为清洁、高效、稳定的低碳能源,发挥着不可或缺的作用。目前,人类利用核能的主要方式有两种——核裂变与核聚变,两者虽反应原理不同、发展阶段各异,却并非相互替代的关系,而是“双核并行、协同互补”,共同构成未来全球清洁低碳能源体系的核心支撑。核裂变为当下提供稳定可靠的低碳电力,核聚变为未来奠定“终极能源”基础,两者协同发展,将推动人类能源转型迈向更深层次、更高质量的阶段。
核裂变是目前已经成熟应用的核电技术,也是全球核电产业的主流。其核心原理是重原子核(如铀-235、钚-239)在中子轰击下,分裂成两个或多个较轻的原子核,同时释放出巨额能量和中子,中子继续轰击其他重原子核,形成链式反应,持续释放能量,通过热能转化为电能,实现核电的规模化供应。自上世纪50年代第一座商用核反应堆建成以来,核裂变技术已历经多代迭代,目前第三代核电技术已实现成熟商业化应用,第四代核电技术正在加速示范推广。
核裂变核电的核心优势的是技术成熟、稳定可靠、能量密度高,能够实现大规模、连续稳定供电。与风电、光伏等可再生能源相比,核裂变电站的年发电利用小时数常年保持在7000小时以上,位居所有电源之首,不受季节、气候、昼夜等自然条件的影响,能够为电网提供稳定的基荷电力,支撑新型电力系统的安全稳定运行。同时,核裂变核电的碳排放极低,全寿期二氧化碳排放当量仅约12.2克/千瓦时,与水电基本持平,低于风电、光伏,是助力“双碳”目标实现的重要力量。
经过近40年的发展,我国已跻身世界核电大国行列,核裂变核电产业实现了从“引进消化吸收”到“自主创新”的跨越式发展。截至目前,我国商运核电机组超50台,总装机容量超5600万千瓦,位列全球第三;在建核电机组超20台,在建装机容量连续十多年保持全球第一。我国已拥有“华龙一号”“国和一号”两种自主三代核电技术,综合国产化率达到90%以上,形成了完整的核裂变核电全产业链,涵盖研发设计、装备制造、工程建设、运营管理、核燃料循环等各个环节。
同时,核裂变核电也存在一定的局限性。一是燃料资源有限,铀矿作为核裂变的主要燃料,全球储量有限,长期大规模应用仍面临资源约束;二是安全风险客观存在,尽管第三代、第四代核电技术大幅提升了安全性,从设计上实现实际消除大量放射性物质释放的可能,但仍存在核泄漏、核熔毁等极端风险的潜在隐患;三是产生长寿命放射性废料,核裂变反应会产生大量半衰期长达数万年甚至数十万年的放射性废料,处理难度大、周期长、成本高,对环境和人类安全构成长期挑战。
与核裂变相比,核聚变目前仍处于研发和工程化验证阶段,但具有燃料丰富、安全性高、环保性好等无可比拟的优势,是未来能源的终极解决方案。如前文所述,核聚变的燃料氘、氚来源充足,几乎取之不尽;反应具有天然的自我约束特性,无核熔毁风险;产物无长寿命放射性废料,环境影响极小;能量密度远超核裂变,能够实现更高效的能源供应。但核聚变技术难度极大,需要解决高温约束、材料承载、工程化实现等一系列核心瓶颈,短期内难以实现商业化应用。
正是这种“当下成熟”与“未来终极”的差异,决定了核裂变与核聚变“协同发展”的必然路径。在未来数十年内,核裂变核电将继续发挥“压舱石”作用,持续扩大装机规模,优化能源结构,保障能源安全,为全球能源转型提供稳定支撑;同时,核裂变核电产业积累的技术、人才、产业链资源,也将为核聚变的研发和工程化落地提供重要支撑——例如,核裂变领域的超导材料、精密制造、核安全管理等技术,可直接应用于核聚变装置的研发和建设;核燃料循环产业的经验,可为核聚变燃料的制备和处理提供参考;核电运营管理的人才,可助力未来聚变电站的运营维护。

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