湖南省科学技术研究开发院  周全之

1  中国大陆核电发展历程

中国大陆曾经以很慢的速度发展核电，出现了近20年的徘徊慢行局面。首先是对发展核电的必要性认识不统一，围绕如何实现我国核电的自主设计、自主制造等行业之间产生了不同看法，表现在发电堆型选择上的“轻（水堆）重（水堆）之争”；在单堆单机容量选择上的“大小之争”，在发展路径选择上，是坚持“以我为主、中外合作”，还是引进设备技术、逐步实现本土化的“土洋之争”；以及谁来主管核电的“姓电还是姓核”之争。由于长时间的争论，延误了核电发展的大好时机。再次从管理体制上来说，由计划经济转到市场经济、由军工部门主管转到政府综合部门协调，以及如何既发挥政府主导作用又能尊重企业的主体地位，我国经历了痛苦的磨难。

从1955年至1972年的10多年中，研究摸索了“熔盐堆”、“石墨水冷堆”、“石墨气冷堆”、“重水堆”、“压水堆”等用于发电的多种堆型，为中国大陆核电发展作了一些准备工作。1972年，中央对发展核电作出了新的部署，由电力、机械、核工业3个部门组成了代表团，出访日本、加拿大、瑞士、西德和意大利等国，重点考察压水堆、沸水堆和重水堆核电厂的发展，了解中国大陆发展大机组核电厂的可行性以及核电发展方向和发展战略。代表团1972年底出发，历时3个月，这次出访，开阔了眼界，掌握了核电发展动向，进一步坚定了发展核电的信心。但在采用何种发电堆型问题上意见不统一，核工业部的同志主张发展重水堆核电厂，认为安全可靠、经济性好、又可采用天然铀作燃料，平战都可用；水电部和机械部的同志认为压水堆比重水堆运行堆年多，技术更成熟，其设备制造技术易于消化掌握，便于实现国产化，还可用于舰艇动力。这一争论一直延续10年，直到1983年1月，北京“回龙观会议”才基本上统一了采用压水堆核电厂的技术产业政策。1973年初，代表团出国考察回来，水电部责成华东电力设计院选择单机容量为百万千瓦级的核电厂厂址。

从1976年起，党的工作重心转到经济建设上来，水电部根据中央的部署，制定了《1977年－1986年电力科学技术发展规划纲要》，提出改善能源结构，发展原子能电厂的规划意见，1977年11月成立核电局，组织了苏南核电厂的对外引进谈判，当时抓住法国当局所表达的意向，开展了与法国法马通公司合作建造核电厂的谈判。国家计委支持水电部建设苏南核电厂并列入国家“六五”计划，作为重点工程建设项目。1978年底，完成技术谈判，1979年1月，完成商务谈判。但在当时的形势下，有部分著名专家出面联名向中央写信，反对国际合作，反对技术引进，反对建设大型压水堆核电厂。迫于种种压力，使中国大陆核电厂建设实现第一次跨越丧失了良机。

1971年，二机部从干校召回部分科技人员，支持上海核电工程；1972年，国家计委发文，当时提出了10万kw至30万kw的压水堆原型示范电站；“七二八”工程几经磨难，在科研人员的努力下，搞出了设计，并借鉴美国西屋公司的压水堆机组设计，提出了30万kw压水堆电站的方案设计论证。1974年3月31日，周恩来总理主持会议，审查并原则批准了《关于七二八核电工程建设方案报告》和《七二八核电工程设计任务书》，国家计委将该项目列入国家重点工程基本建设计划，并组织了全国性的技术攻关和设备研制的会战。1980年1月，“七二八”工程研究设计院正式成立；1982年11月2日，国家正式发文，明确“七二八”工程厂址，定在浙江省海盐县秦山，所以取名秦山核电站。秦山一期核电厂在前期准备工作的基础上，在大亚湾核电站工程立项的拉动下，于1985年3月21日，秦山核电站反应堆主厂房浇注第一罐混凝土，主体工程正式开工，1991年12月15日成功并网发电，中国大陆核电正式起步。

20世纪90年代，中国核电设计、建造、运行和管理水平得到了很大提高，为中国核电加快发展奠定了良好的基础。2000年召开的党的十五届五中全会提出了“适度发展核电”的方针，明确核电发展的主导方针。

2006年，《中国国民经济和社会发展“十一五”规划纲要》提出“积极推进核电建设”。2007年，《核电中长期发展规划（2005－2020年）》发布，中国核电迎来历史性的发展机遇。

2010年10月15日，党的十七届五中全会通过了《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》，确定中国“在确保安全的基础上高效发展核电》的方针。2012年3月，中国《政府工作报告》重申了在能源结构中安全高效发展核电的政策，中国核电也由此进入了安全高效、稳步发展的新阶段。

2  中国大陆核电发展概况

改革开放40年间，核电虽然起跑较晚，但起跑后，步子大，速度快。以2003年为界，改革开放推动中国大陆核电加速前行取得了巨大的成就。

（1）2003年前中国大陆核电发展概况。核电厂建设、投产情况见表1。

 

中国大陆核电从1970年起步到2003年，已经历30余年，先后开工建设6座核电厂，11台机组，实际建成投产6台机组，装机463万kW，年均投产装机量15万kW；所建的6座核电厂中，除秦山一期核电厂是自行设计、建造以外，其余均主要依赖外商，采用多种机型，实行多国采购，使用多国标准，且大多沿用20世纪70年代的落后技术。

（2）2003年后中国大陆核电发展概况。核电厂装机规模见表2。

 

2003年后，国家理顺了核电发展机制，解放了生产力，促使中国大陆核电发展速度跃居世界第一。根据中国大陆核电营运信息网的统计数据，截至2018年上半年，中国大陆已投入商业运行的核电机组达39台，总装机容量3801.9万kW。其中，2003年以来增加的投入商运的装机为3338.9万kW，年均增量超过220万kW，其增速相当于2003年前的15倍以上。中国大陆现有核电装机规模已位列世界第四，核能发电量已位列世界第三，核电发展速度已跃居世界第一，核电技术已迅速迈入世界前列。在确保安全的基础上高效发展核电，正在向建设核电大国、核电强国迈进。

3  中国大陆核电发展前景

中国大陆核电发展与世界核电发展一样，也是采用“热中子堆——快中子增殖堆——聚变堆”三步走的核电发展方针，其发展前景包括以下方面。

（1）发展热中子堆。

当前世界上所运行的核电反应堆，绝大多数是热中子堆，从技术指标上来看，可划分为四代，从第一代到第三代都是热中子堆。

第一代核电站。主要是20世纪50至60年代开发的原型堆和试验堆，如秦山一期31万kw的原型堆。

第二代核电站。主要指20世纪70年代至现在正在运行的大部分商业核电站基本堆型，它们大部分已实现标准化、系列化和批量化建设，中国大陆大部分核电站都可列入第二代核电站范围之内。

第三代核电站，中国大陆的核电站均符合美国“电站业主要文件（URD）”或“欧洲用户要求文件（EUR）”的先进核电反应堆，如AP1000、EPR及华龙一号等先进压水堆，这些都是中国大陆要建设的热中子堆主力堆型。

（2）发展快中子增殖堆。

快中子增殖堆以液态钠作冷却剂，没有慢化剂，是主要以平均中子能量0.08－0.1兆电子伏的快中子引起裂变链式反应的反应堆。世界上所运行的核反应堆绝大多数是热中子堆，热中子堆利用的只是铀－235.天然铀中将近99.3%是难裂变的铀－238，铀－238可以在快中子增殖堆中通过核反应转换成易裂变的钚－239；快中子增殖堆所生成的易裂变材料（钚－239）比消耗的易裂变材料（铀－235）来得多，所以称为快中子增殖堆，快中子增殖堆裂变可使铀资源的利用率提高60－70倍。快中子增殖堆还可消耗热中子堆所产生的长寿命锕系元素，减轻了地质处置核废料的负担。

由中国核工业集团公司组织中国原子能科学研究院具体实施，中国第一个快中子引起核裂变反应的中国实验快中子增殖堆，2011年7月21日成功实现并网发电。该堆采用先进的池式结构，热功率6.5万kW，电功率2万kW，中国实验快中于增殖堆的建设，标志着中国在核能发展战略方面取得了重大突破，也标志着中国在核电技术研发方面进入了国际先进行列。

接着将建设热功率及电功率更大的快中子增殖堆。福建三明核电站厂址规模为4台百万kW级核电机组，一次规划，分期建设，其中一级工程将以“中外合作，以我为主”模式建设，规划建设1×120万kW级钠冷快中子反应堆，核电机组三明快堆电厂的建设，将为福建省创建生态文明先行示范区和内陆经济发展提供源源不断的绿色能源保证。

为减少工程发展中的技术经济风险，中国原则上采取实验快中子堆、原型快中子堆和示范快中子堆三步走的发展模式。在示范快中子堆基础上可以一址多堆推广应用，并扩大功率规模，采用高增殖的金属燃料，实现高增殖快中子堆的应用。争取2030年批量运行快中子堆商用核电站，协助压水堆继续增加核电容量，将为解决电力供需矛盾作出贡献。

（3）发展热核反应堆（聚变反应堆）。

核聚变是2个轻原子结合组成1个较重原子的过程。而核裂变是一个很重的原子分裂成2个或更多碎片，聚变和裂变都能释放出能量。

聚变反应堆是利用氢的同位素氘和氚的原子核实现核聚变的核反应堆。与目前核电站利用核裂变发电相比，用受控核聚变释放的能量来发电具有能量释放大、资源丰富、成本低、安全可靠等优点。如世界建成聚变试验反应堆后，再花20多年时间，将其转化为商用聚变反应堆发电，这将是一件特大的好事。

为加快核聚变发电的进度，自从20世纪90年代以来，磁约束聚变工程技术和等离子体物理学取得了重大进展。以国际热核实验堆（ITER）计划的启动为标志，磁约束核聚变研究已经完成科学可行性验证，已进入能源开发的工程实验阶段。ITER计划将验证“先进托卡马克运行模式”和稳态燃烧等离子体的科学规律，还将部分验证示范堆（DEMO）工程技术问题。中国大陆作为ITER计划成员国，应通过全面参与该项目，掌握设计、制造的关键技术，分享研究成果。同时加强国内磁约束聚变研究基地建设，积极储备人才，开展DEMO战略研究和DEMO关键技术研究，独立发展中国的磁约束核聚变能源。

大功率激光技术是惯性约束核聚变研究的核心技术。美国、法国等国家正在建MJ级大型激光装署，进行热班点火实验。中国将快点火作为点火方案之一，快点火关键技术（超强、超短激光装置）研制处于国际领先地位。10万J级的神光Ⅲ装置正在建造之中，2020年前后可验证和实现快点火。

中国著名的实验物理学家，两弹元勋王淦昌先生是世界激光惯性约束核聚变研究的奠基人之一，他生前十分支持和关注磁约束核聚变的发展，在他的倡导和推动下，经过几十年的努力，中国核聚变科学队伍不断壮大，国际合作与交流也在不断加强，实现了由原理探索到大型装置实验的跨越。

核工业西南物理研究院是中国聚变能研究的重要力量，也是中国参与国际热核聚变实验堆研究计划的重要技术支撑单位之一。先后承担并完成国家“四五”重大科学工程项目“中国环流器一号（HL-1）装置研制”及“十五”中国环流器二号A（HL-2A）装置工程建设项目建设任务，实现了中国核聚变研究由原理探索到大规模装置实验的两次跨越发展，为中国核聚变能源开发事业还作出了其他的一些贡献。

地球上最容易实现的核聚变反应是氘氚（氢的同位素）反应，一次氘氚反应生成一个氦核（α粒子）和一个中子，并释放出17.6Mev的能量。除了反应过程中不产生高放长寿命废物外，氘氚反应释放的能量也比等量裂变燃料释放的裂变能高出4－5倍。聚变燃料氘大量存在于海水之中，且提取费用很低，而氚则可以通过中子照射金属铀来制造。计算表明，仅仅氘氚核聚变，海水中的氘和全球的铀储量就可供人类使用3000万年。如果实现了氘氘核聚变（比氘氚核聚变反应的条件更苛刻），则可以满足人类100亿年的能源需求。核聚变能既是无污染、无放射性核废料，又是资源无限的理想能源，人们一旦掌握了核聚变能，便最终解决了人类面临的能源问题，地球上核聚变的主要原料氘的含量达40万亿吨，而中国具有广阔的海域，氘资源也很丰富，中国发展核聚变具有广阔的发展前景，因而我们可以说，中国的聚变能几乎是取之不尽用之不竭的。