核聚变：核电技术不断进化，核聚变能否开启能源新纪元？

摘要：最近小行可真被核聚变行业的热闹劲儿给“震”到了！就说5月吧，先是BEST项目在合肥提前俩月启动总装，计划2027年验证能量净增益，这可是中国在核聚变商业化路上迈出的关键一步。与此同时，ITER也传来好消息，核心电磁体系统组件全部完工，全球能源革命正加速推进。还

最近小行可真被核聚变行业的热闹劲儿给“震”到了！就说5月吧，先是BEST项目在合肥提前俩月启动总装，计划2027年验证能量净增益，这可是中国在核聚变商业化路上迈出的关键一步。与此同时，ITER也传来好消息，核心电磁体系统组件全部完工，全球能源革命正加速推进。还有国内多个项目如CRAFT、星火一号也进入关键节点，从材料研发到装置落地，全产业链都在发力。看着这些进展，小行愈发觉得核聚变不再是遥不可及的幻想，一场能源革命或许真的要来了！

核电行业作为清洁能源的重要组成部分，其技术发展经历了多个阶段的迭代与优化。从第一代到第四代核电技术，再到可控核聚变的研究，每一阶段都体现了对安全性、经济性和可持续性的追求。

第三代核电技术是在第二代基础上进一步提升安全性和经济性的产物。它满足了美国“先进轻水堆型用户要求”（URD）和“欧洲用户对轻水堆型核电站的要求”（EUR），具有更好的安全性、经济性和模块化设计特点。代表性技术包括美国GE公司的ABWR、Westinghouse公司的AP1000、法国AREVA公司的EPR以及中国的华龙一号等。这些技术在事故预防和缓解措施方面进行了重大改进，堆芯熔化概率降至10^-7量级，大规模释放放射性物质概率降至10^-8量级。此外，中国在2019年以来审批的新核电机组中，大部分采用的是自主三代核电技术，如CAP1000和华龙一号，显示出中国在这一领域的领先地位。

第四代核电技术旨在解决核燃料枯竭、核燃料利用率低和核废料难处理三大问题。六种主要类型的四代堆包括钠冷快堆（SFR）、超高温气冷堆（VHTR）、熔盐堆（MSR）、铅冷快堆（LFR）、气冷快堆（GFR）和超临界水冷堆（SCWR）。这些技术不仅提高了铀资源利用率，还增强了废物管理和防扩散能力。例如，钠冷快堆能够增殖核燃料，缓解天然铀资源短缺问题；而钍基熔盐堆则可以在高温低压下运行，适合工业应用。尽管四代核电技术仍处于商业化应用的早期阶段，但其潜在优势使其成为未来发展的重点方向。

乏燃料是指经过辐照后卸出的核燃料，含有大量放射性物质，需要妥善处理以避免环境污染和安全隐患。目前，乏燃料处理主要包括干法储存和再处理两种方式。干法储存是一种临时解决方案，通过特制容器将乏燃料存放在现场或集中设施内。再处理则是通过化学方法分离出可用的铀和钚，重新用于制造新的核燃料，从而提高资源利用率并减少废物量。随着四代核电技术的发展，特别是快堆和熔盐堆的应用，乏燃料的有效利用有望得到进一步改善。

可控核聚变被视为人类未来的终极能源解决方案。它利用氢的同位素（氘和氚）进行聚变反应，释放出巨大的能量。相比传统的核裂变反应，核聚变具有几乎无限的燃料供应潜力、无放射性废物产生以及环境友好等优势。目前，国际上主要采用托卡马克装置进行可控核聚变研究，其中CFS计划于2025年建成全球首台产生正能量增益的商业聚变系统SPARC。虽然科学可行性已经得到证实，但工程和技术上的验证仍在进行中，预计未来将逐步实现商业化应用。