【深度聚焦】中国首座快中子反应堆达临界:解锁核能"终极能源"的东方密钥

一、临界时刻:第四代核能的中国答卷

2025年6月28日15时17分,甘肃省武威市的戈壁滩上,中核集团中国实验快堆(CEFR)控制室突然爆发掌声——仪表盘显示中子通量密度达到临界标准,标志着我国首座商用规模快堆实现自主可控运行。这座功率60万千瓦的钠冷快堆,采用MOX(混合氧化物)燃料实现铀资源利用率提升60倍,其核心设备国产化率超过95%,包括世界最大规模液态金属钠循环系统(3800吨)和独创的"三明治"式安全壳结构。

区别于传统压水堆,快堆通过快中子轰击实现核燃料增殖,能将铀资源利用率从1%提高到70%。项目总设计师王乃彦院士透露:"这座快堆每年可‘焚烧’4吨核废料,同时‘繁殖’出2吨新燃料,相当于再造一座中型铀矿。"

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二、创新密码:破解世界级难题的"中国方案"

在突破快堆技术的征途上,中国科研团队创造了多项世界纪录:

• 材料突破:中科院金属所研发的ODS钢(氧化物弥散强化钢)耐受温度达650℃,解决堆芯材料肿胀难题

• 安全创新:清华大学提出的"负空泡系数"设计,使反应堆具备天然自稳特性

• 智能运维:上海交大开发的数字孪生系统,可实时模拟10万种事故工况

• 废物处理:中国原子能院首创的干法后处理技术,使高放废物减容90%

特别值得关注的是,该项目形成218项专利族,其中"液态钠纯度保持技术"和"燃料组件抗变形结构"两项核心技术被国际原子能机构列为最佳实践案例。参与研发的哈尔滨工程大学团队表示,其研发的钠火监测系统灵敏度达到国际领先的0.1ppm。

三、能源革命:从跟跑到领跑的战略转折

快堆的临界成功标志着我国核能发展实现"三级跳":从引进消化吸收(秦山一期)到自主创新(华龙一号),再到引领第四代技术。根据《中国核能发展报告(2025)》,到2035年快堆将承担我国15%的清洁能源供应,减少二氧化碳排放约8亿吨/年。

中核集团董事长余剑锋算了一笔经济账:"1吨快堆燃料相当于300万吨煤的热值,配合闭式燃料循环,我国已探明铀资源可使用3000年。"目前,福建霞浦600兆瓦示范快堆已进入建设倒计时,预计2028年投运。

【专家观点】 中国工程院院士叶奇蓁指出:"快堆使核能真正成为可持续能源,这项突破不亚于当年发现链式反应。"

【青年工程师手记】 参与堆芯设计的90后工程师李芳在日志中写道:"看着中子探测器曲线首次形成完美的‘驼峰’,突然理解老一辈说的‘把反应堆从图纸种在戈壁滩上’的含义。"