福岛核事故起源于天灾，但发展到今天却更多地来自于人祸，但核电，作为一种绿色稳定的清洁能源技术，可以说是未来我们走向星辰大海必须要点的科技树了。因此，大家也绝不能因噎废食，不能谈“核”色变。

核电站事故大家其实见的也不少了，前苏联切尔诺贝利核电站的事故、美国三哩岛核事故、福岛核电站事故都历历在目。核电站要是出了事故，会产生大量含有辐射的核污染物，例如核废水，会给人类社会带来巨大灾难。这些核污染物目前还没有很好的办法处理，一般通过深埋等待其自行衰变。但我们应该看到，核电站的发展也是突飞猛进的。这不，更安全的四代核电站马上就要来了。

1.核电面临的三个问题

我们要先讲核电面临的问题。首先是核废料的问题很难解决。从核电诞生以来这个问题就一直存在。目前把核废料放在把罐子里在沉海是最安全的处置方法。但万一发生地震等自然灾害，废料出来了怎么办？所以如果不能解决这个问题，核电就很难成为主力。

其次是核泄漏风险。这个问题是很多人都关注的，因为它真实发生过。切尔诺贝利事件、福岛核泄漏等事件都是因为核泄漏引起。一旦发生，后果不堪设想，整个地球的居民都会因此受所影响。所以只要这个大问题还在，那它注定不能成为主力。

最后一个是选址问题。为什么是这个问题呢，因为核能发电过程中，从前期导热，到后期冷却，都需要水的参与。所以我国的所有核电站比如浙江秦山、山东海阳等等，都有一个共同点，就是建在海边。可以理解为核电站的选址，必须靠近江河湖海。对于内陆地区来说，不靠近大江大湖，就发展不了核电。

所以总结一下，核废料处理问题、核泄漏风险，还有选址问题，制约了核能成为为主力能源。

2.第四代核电技术能解决么？

这三件事有可能得到解决吗？在2021年中发生了两件大事。2021年5月，我国甘肃武威建成了世界第一座钍基熔盐反应堆；2021 年 12 月，位于山东荣成的华能石岛湾高温气冷堆核电站，成功并网发电。那为什么要提到这两件事？因为涉及到的两座新型反应堆都采用了第四代核电技术。而第四代核电技术，有可能解决以上痛点问题。

那什么是第四代核电技术？一位专业人员告诉我们过去的 70 年内，核电技术经历过 3 次重大迭代。注意目的就是解决安全、选址等痛点问题。当时美国和其它国家开了一个会，在会上确定了6个新型反应堆发展路线：超高温气冷堆、超临界压水堆、熔盐堆、气冷快堆、铅冷快堆和钠冷快堆。你不需要了解这些词汇，你只要知道它们都是技术路线，主要是为了解决以上说的问题。我国在今年建成和并网发电的这两座反应堆，就是其中两条技术路线的落地。

那通电问题怎么被第四核电技术解决的呢？首先先看预防核泄漏。

核泄漏从何而来？普遍的核电站不是关火就停，它与火电站不同。在核反应暂停之后，里面的物质还会持续产生热量。一方面熔化包裹着核燃料的外壳，另一方面产生氢气，引发爆炸。一般的预防方法就是靠外部安装冷却装置或人工及时冷却，如注水等。但是导致核电发生故障的也常常就是这些外部装置的问题。或者人工作业很难进行。

最典型的案例就是福岛核泄漏，地震导致很多装置都失灵了。第四代核电技术的思路有了个转变，就是不依靠外部干预，让反应堆实现自我控制核泄漏。用去年成功并网发电的山东核电站举例。因为核电站的功率很高，动辄几百万千瓦，有了问题余热散不出去，所以它把之前的一整个大反应堆拆成了10个独立小堆，采用了小型模块化的设计。分成模块之后，每个小堆的功率密度降到了之前的1/30。这样反应堆层面产生的余热就可以安全的散发出去。

第二个是把颗粒状的核燃料用四层陶瓷材料包裹起来，形成陶瓷球，再把12000个这样的陶瓷球分散放在一个石墨球内。

网上有一个很贴切的比方，你可以把这个设计想象成一个球形糖果盒，盒子里装着12000颗糖果。因为石墨和陶瓷都是耐高温材料，所以核燃料的余热可以被这个糖果盒锁住一大部分，安全隐患这个问题就解决了。也就是说，第四代核电技术通过实现不依赖外部干预的自我控制，解决了核泄漏风险的问题。当然这里还有很多相关技术突破，有兴趣你可以课后自己查一查。总的来说第四代核电技术可以不借助其他工具进行自我控制，就可以解决核泄漏风险的问题。

最后是选址，第四代核电技术是怎么解决电站必须建在水旁边呢？刚才提到2021年我国还建成了世界上第一座钍基熔盐反应堆。那什么是钍基熔盐呢？

传统的核燃料都是铀，但我国的铀资源较少，钍资源很多。我国的钍储量位于世界第二，所以选择钍作为核燃料。那“熔盐”如何解释呢？专业的人说，这个技术就是解决对水的依赖问题。在文中提到，核反应过程中很需要用到水。氟化盐就能解决这个问题。它在被加热到450摄氏度时，会变成无色透明液体，从而能代替水。

所以钍基熔盐反应堆就可以实现在干旱地区高效发电。第四代核电技术也就能解决选址的问题。

就剩核废料的处理问题了。具体的国家还没有披露，但从部分资料中分析，第四代核电技术已经能实现它的循环利用，但是肥料本身仍需要采取封锁填埋的方式处理。可这已经大大减少废料的数量。我们认为这个问题在未来一定会彻底解决。

3.数字化转型是核电产业发展的必然趋势

了解了这些之后，让我们思考核电带来了什么机遇，它的发展有什么趋势？

我们之前说到核电周围的企业可能有了很好的机遇。那么核电能不能做主力的看法会不会被改变？电力行业的专家告诉我，因为技术的进步，行业内普遍认为我国不会像很多国家一样放弃核电。但它可以作为风光新能源的补充，因为核电可以从中起到加强稳定供电的作用。所以核电周围的企业可能有了很好的机遇。

当前，数字经济发展和“双碳”目标推进正掀起一场广泛而深刻的社会经济变革，和平利用核能将给全人类带来巨大福祉。数字化转型是核电产业发展的必然趋势。

叶奇蓁院士提出，数字化转型是核电产业发展的必然趋势，深入推进大数据、云计算、互联网、人工智能、物联网等前沿技术在核电领域的应用，提升核电站研发、设计、建造、调试及运维等全过程的自动化、智能化和智慧化水平，不仅可以提高核电站的可利用率和安全性，也可为延长核电站的服役期限创造条件。

核能综合利用是实现低碳转型的重要途径。核电作为稳定、高效、清洁低碳的基荷电源，越来越被广泛认可。但核电大规模应用需要解决核电冷端余热排放的问题。江亿指出，采用水热联产、水热同送、水热分离技术，可以充分回收利用冷端余热资源，用于城市供暖、海水淡化、工业用热用汽等领域。目前，清华大学与同方股份携手，已在余热利用系统的核心关键设备、长距离输热系统的综合监控技术等领域有成熟的技术产品和工程技术储备，希望与中核集团一起，共同打造核能综合利用在余热利用领域的主力军。

康克军指出，核技术的应用领域十分广泛，除传统安检领域外，还可用于核医疗、辐照杀菌、工业无损探伤、矿石分选、环境监测、航空航天等领域。他表示，当前，核技术应用产业具有市场化程度高、专业融合度大、技术突破难等特点，因此必须要靠多专业多领域的高效协同和产品快速迭代赢得市场机遇和市场占有率。康克军同时建议，企业要大力推进体制机制改革，为科技创新营造良好的发展环境。

核电作为典型的清洁能源，环保无污染，输出又稳定，是目前最理想的发电方式之一。大力发展核电，不仅可以让我们获得更廉价的能源，也有助我们早日实现碳达峰、碳中和的目标。因此，中国是世界上核电在建装机容量最大的国家。而核电的发展也是突飞猛进，经济性，安全性都得到了显著提升。相信我们未来，会用上更多更好更安全更便宜的核电。

文章来源： ​中科院物理所，中国新闻网，零 碳纪