在“华龙一号”（HPR1000）先进压水堆等级三代核电时期加速部署的同期，先进核电时期快速发展。好意思国、俄罗斯、中国、日本和韩国等全球主要核电国度加速第四代核电时期研发和部署，凭证国外原子能机构先进响应堆信息系统（IAEA ARIS）数据，全球已有约80种先进核响应堆联想，其中好意思国17种，俄罗斯13种，日本11种，韩国7种，中国5种，且中国于2023年12月建成并运行了全球首座第四代核电站（高温气冷堆）。高品貌低浓缩铀燃料（HALEU）等先进核燃料也伴跟着先进核电时期快速发展，尤其是在俄乌冲突爆发后，好意思西方国度但愿解脱对俄先进核燃料的依赖（现在仅俄罗斯和好意思国坐褥高品貌低浓缩铀燃料，且唯独俄罗斯终明晰买卖限制坐褥），正在加速部署先进核燃料坐褥设施，构建好意思西方国度的先进核燃料供应链。本章节中，先进核电时期指第四代核电时期、袖珍模块化响应堆（SMR）和微型模块化响应堆（MMR）、先进核燃料时期，以及先进乏燃料后处理工艺等。

（一）第四代核电时期

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第四代核能系统国外论坛（Generation IV International Forum）以中子能量作分裂，敬佩了6种响应堆堆型：超高温气冷堆（VHTR）（热中子）、超临界水堆（SCWR）（热/快中子）、钠冷快堆（SFR）（快中子）、气冷快堆（GFR）（快中子）、铅冷快堆（LFR）（快中子），以及熔盐堆（MSR）（热/快中子）。2023年，全球科技强国加速第四代核电时期的研发与部署。

好意思国方面

好意思国能源部（Department of Energy）通过“先进响应堆示范缱绻”（Advanced Reactor Demonstration Program）和“核能加速转换流派缱绻”（Gateway for Accelerated Innovation in Nuclear）等向橡树岭国度现实室（Oak Ridge National Laboratory）、阿贡国度现实室（Argonne National Laboratory）、桑迪亚国度现实室（Sandia National Laboratories）、泰拉能源公司（TerraPower）、ARC Clean Technology、SHINE Technologies、Aalo Atomics和Boston Atomics等提供撑握，推动先进核电时期发展。其中，泰拉能源公司的Natrium钠冷快堆已明确首堆地址，将于2028年建成。

欧洲方面

英国moltexFLEX公司的结识熔盐响应堆（SSR）通过优化堆芯和燃料棒材料联想权贵进步了输出功率。法国原子能和替代能源委员会（French Alternative Energies and Atomic Energy Commission）建立Hexana和Stellaria两家先进核电初创公司，其中，Hexana公司将设备基于钠冷快堆的小堆联想，Stellaria公司将设备基于熔盐堆的紧凑型能源系统。法国NAAREA公司与英国newcleo公司赢得法国原子能和替代能源委员会“转换核响应堆形貌”（Innovative Nuclear Reactors）首批2500万欧元资金撑握。尔后，两家公司建立策略和产业配合伙伴关系，共同鼓舞快中子响应堆发展。其中，NAAREA公司正在设备快中子熔盐堆，缱绻于2027年建成原型堆、2030年起原批量制造买卖堆；newcleo公司缱绻于2030年在法国建造一座30兆瓦电力的铅冷快堆老师堆，并于2032年在英国建造首个商用铅冷快堆。此外，法国的Hexana公司、Otrera公司（钠冷快堆）和Blue Capsule公司（钠冷快堆）等赢得法国“法国2030”投资缱绻（“France 2030”Investment Plan）7720万欧元财政撑握和法国原子能和替代能源委员会1890万欧元时期撑握。

俄罗斯方面

围绕“土”字做文章，开发乡土资源，挖掘价值潜力

围绕“土”字做文章，开发乡土资源，挖掘价值潜力

俄罗斯国度原子能集团公司（Rosatom）的BREST-OD-300是全球首座铅冷快堆。2024年1月，BREST-OD-300已安设钢制响应堆底板和安全壳基层，记号着响应堆设备取得紧迫进展，按缱绻该响应堆将于2027年投运。该形貌是俄原公司“打破形貌”（Proryv）的一部分，后续将建成由BREST-OD-300响应堆、乏燃料后处理设施，以及快堆燃料制造/再加工设施构成的抽象体，终了抽象体顽固式核燃料轮回。此外，俄罗斯水压老师联想院（OKB Gidropress）正在研发第4代微型铅铋冷却快堆SVET-M，这种微堆禁受全体联想，高约为5米，不错使用多种类型的交通器具输送。

中国方面

中国在超高温气冷堆、熔盐堆、钠冷快堆和铅铋快堆（LFR）等级四代核电时期上均有布局，2023年6月，甘肃钍基熔盐现实堆赢得国度核安全局颁发的运行许可证，达到形貌紧迫节点，不错进行后续装料责任。12月，中国具有皆备自主学问产权的全球首座第四代核电站——华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程认真参预买卖运行。

日本方面

日本政府经受了以三菱重工（Mitsubishi Heavy Industries）为中枢，日本原子能研究设备机构（Japan Atomic Energy Agency）、三菱快堆系统公司（Mitsubishi FBR Systems）等共同参与，在好意思国泰拉能源公司现存时期的基础上设备650兆瓦钠冷快堆联想，该形貌瞻望于2040年代参预运行。

此外，比利时、意大利和罗马尼亚的核能管制机构和公司与西屋公司签署热心备忘录，鼓舞西屋公司的铅冷快堆在比利时、意大利和罗马尼亚等国部署。

（二）小堆和微堆

国外原子能机构在《安全法式对非水冷响应堆和袖珍模块化响应堆的适用性》（Applicability of IAEA Safety Standards to Non-Water Cooled Reactors and Small Modular Reactors）指出，全球有向上80多种新响应堆联想正在研发中，这些新响应堆使用了转换的安全时期，包括非能动和固有安全特质、多样类型的燃料和冷却剂，以及在输送、建造、运行、乏燃料管制和退役等方面遴选的新步地。英国新核能不雅察研究所（New Nuclear Watch Institute）发布的《延伸奏效：在竞争强烈的全球低碳能源商场中引颈袖珍模块化响应堆明天》（Scaling Success: Navigating the Future of Small Modular Reactors in Competitive Global Low-Carbon Energy Markets）中指出，大限制发展核能是终了全球升温1.5℃方针必弗成少的经受，而建造周期更短、开动投资更低、适用场景更丰富、模块化欢畅多种需求的小堆在终了全球净零排放方针中发扬着要津作用，瞻望到2050年全球小堆装机容量将达到150~170吉瓦（积极发展情状可达300吉瓦）。其中，中国和俄罗斯运营约40%的小堆，好意思国和加拿大运营1/3的小堆。俄罗斯的RITM响应堆系列将在全球小堆装机容量中占据最大份额，达到18%；中国的“玲珑一号”联想的份额其次，达到15%；好意思国NuScale公司的VOYGR （5%~10%）、通用日立核能公司（GE Hitachi Nuclear Energy）的BWRX-300，以及X能源公司（X-energy）的Xe-100（7%）也将占据大批商场份额。好意思国第一政策研究所（America First Policy Institute）在《通往好意思国核能回话的五个步地》陈说中指出，天然好意思国通过鼎力鼓舞风能和太阳能终了可再生能源发电量快速增多，但这些间歇性能源使好意思国能源可靠性大幅裁汰，好意思国算作也曾推动全球核电发展的主力，应该在顶层联想上深爱核电发展，尤其是发展先进核电时期，成为全球核能发展的指点者。

好意思国方面

好意思国能源部的“微型响应堆应用、研究、考据与评估”形貌（Microreactor Applications Research, Validation and Evaluation）稳步鼓舞，“一趟路冷却剂测试台”（Primary Coolant Apparatus Test）已投运。X能源公司与陶氏集团（Dow）配合，在陶氏集团的Seadrif工场建造4座Xe-100先进袖珍模块化响应堆，缱绻于2030年前投运，为该工场提供安全、低碳、可靠的电能和热能。X能源公司还与西北能源公司（Energy Northwest）签署集结设备条约，将在华盛顿州配合设备12座Xe-100小堆，首堆于2030年投运。西屋公司发布AP300小堆联想，并缱绻于2030年完成设备；西屋公司设备eVinci微堆联想和制造中心，推动该堆型买卖化。此外，在军用核电方面，好意思国国防部（U.S. Department of Defense）通过“贝利缱绻”（Project Pele）设备不错通过货运列车、集装箱车、策略输送机等姿色输送的微堆，这种设施不错在3天里面署、7天内震恐（见图5）。BWXT公司于2022年6月赢得好意思国国防部合同设备微堆原型。2023年9月，好意思国国防部向X能源公司授予“贝利缱绻”第二个合同，对BWXT公司的联想进行完善。同月，好意思国BWXT公司与Crowley公司设备搭载5~50兆瓦模块化核响应堆的浅吃水船体船舶，并通过浮力输电线缆向岛屿、军事基地或灾后地区提供电力（见图6）。此外，好意思国空军、好意思国国防后勤局能源部门（Defense Logistics Agency - Energy）与Oklo公司配合，推动在Eielson空军基地部署好意思国空军首个微堆，增强军事设施能源寂寥性。

图5 “贝利缱绻”意见图

图片来源：好意思国政府问责局（Government Accountability Office）。

图6 核能发电船舶意见图

图片来源：Crowley公司。

在先进核电时期出口方面，好意思国政府通过“凤凰缱绻”（Project Phoenix）撑握将捷克、斯洛伐克和波兰的燃煤电厂更正为小堆核电站。好意思国负责武备箝制和国外安全事务的副国务卿Bonnie Jenkins和好意思国出进口银行主席Reta Jo Lewis秘书好意思国将通过好意思国国务院与好意思国出进口银行（Export-Import Bank of the United States）撑握好意思国的小堆联想在原土和全球部署。好意思国与菲律宾签署和平利用核能配合条约——“123条约”（123 Agreement）为好意思菲开展本色性核配合扫清扼制，好意思菲企业也签署了多项配合条约，研究在菲部署小堆。加拿大核能管制机构通过了Xe-100小堆的第二阶段供应商联想评审（Vendor Design Review），为该联想在加部署提供撑握；波兰国度原子能机构（National Atomic Energy Agency）对NuScale公司NPM-20小堆的响应堆箝制室、堆芯联想、供电系统、冷却系统、辐射性废物和乏燃料管制等多方面进行了评估，合计该联想合乎波兰安全条款。NuScale公司还与罗马尼亚和韩国企业配合，在这两个国度部署NuScale小堆模拟机，培养先进核电时期方面的专科东谈主员。

加拿大方面

阿尔伯塔省、新不伦瑞克省、萨斯喀彻温省和安大略省等握续鼓舞小堆的发展。举例，Dafabet安大略省政府与安大略电力公司（Ontario Power Generation）配合，在Darlington核电站建造4座通用日立核能公司的BWRX-300小堆，首堆将于2029年投运；安大略电力公司还与北好意思电力坐褥商Capital Power公司签署一项为期两年的条约，将共同研究在阿尔伯塔省设备小堆。安大略电力公司已向加拿大核安全委员会提交建造BWRX-300小堆许可证央求，瞻望2024年赢得许可。

欧洲方面

2023年7月，英国政府认真启动了负责小堆时期筛选责任的大不列颠核能机构（Great British Nuclear），并开展小堆竞赛，英国政府默示，小堆形貌将赢得数十亿英镑的资金撑握。在新机构启动本日，英国政府还秘书拨款1.57亿英镑的撑握先进核电发展。英国政府发布的《民用核电2050道路图》提倡，大不列颠核能机构将加速小堆时期筛选责任，明确在后续撑握的具体时期，并在2029年之前终了最终投资决策。法国电力公司（Électricité de France）旗下的NUWARD公司已向法国核安全监管机构提交了小堆安全选项文献，进入预许可顺次，该公司缱绻于2030年起原NUWARD小堆设备。

俄罗斯方面

俄罗斯国度原子能集团公司正在设备具有长换料周期的小堆热电示范堆ATST Elena-AM，为偏远地区提供电能和热能。俄罗斯罗蒙诺索夫院士号（Akademik Lomonosov）浮动核电站是全球惟逐个个买卖运行的小堆形貌（2020年参预运行），2023年年底，该响应堆起原初度换料。俄罗斯国度原子能集团公司也曾在北极的Krasnoyarsk、Yakutia和Chukotka等偏远地区经受了多个有出息的小堆设备场址，其中，俄正在Yakutia设备首座陆基小堆核电站。此外，孔雀石海洋机械联想局（Malakhit Marine Engineering Bureau）正在设备不错长远水下400米深、通过8根锚链进行受控下潜和上浮的水下核电设施，将为俄北极军事基地提供能源（见图7）。

图7 水下核电设施意见图

图片来源：俄罗斯国度原子能集团公司。

韩国方面

2023年7月，韩国产业互市资源部发起由韩国产业互市资源部、韩国水电与核电公司（Korea Hydro & Nuclear Power）等11个政府机构和环球机构，以及SK集团、GS Energy、三星物产（Samsung C&T）、大宇设备（Daewoo）等31个韩国公司构成的公私配合小堆定约，推动韩国小堆时期发展和“走出去”。

此外，阿联酋核能公司（Emirates Nuclear Energy Corporation）与好意思国的通用日立核能公司、泰拉能源公司、西屋公司、X能源公司和超安全核公司（Ultra Safe Nuclear），英国的MoltexFLEX公司，中国的中核集团核能源运行研究所、中国华夏对外工程有限公司和中国原子能工业有限公司等签署配合条约，探索各方先进核电时期在阿联酋部署，撑握阿联酋“ADVANCE”缱绻发展，终了2050年核电发电占比达到6%的方针。

（三）先进核燃料时期和先进乏燃料后处理工艺

现在，俄罗斯国度原子能集团公司领有全球近50%的铀浓缩智商，并为好意思欧国度提供核燃料和铀浓缩就业，俄罗斯国度原子能集团公司下属的Tenex公司是全球惟逐个家买卖化坐褥、销售高品貌低浓铀的公司。俄乌冲突发展于今，好意思西方国度保握对俄核燃料的依赖，同期，好意思西方国度正在遴选措施多元化核燃料来源。2023年12月，好意思国众议院通过《谢却俄罗斯铀进口法》（Prohibiting Russian Uranium Imports Act），后续还将在接洽院审议。该法案通事后，好意思国将住手从俄罗斯进口低浓缩铀。但该法案为好意思国留过剩地，若是好意思国能源部发现无法替代俄核燃料或从俄进口核燃料合乎好意思国国度利益，则不错临时豁免。

高品貌低浓铀

高品貌低浓铀是指铀-235品貌为5%～19.75%的铀。相干于传统低浓铀，高品貌低浓铀有助于减小燃料组件尺寸、减弱响应堆体积、延长响应堆换料周期，并终了更高燃耗，是好多先进核电响应堆的燃料经受。高品貌低浓铀是好意思国能源部“先进响应堆示范缱绻”的要津。好意思国能源部称，2030年之前，好意思国先进核电界限所需的高品貌低浓铀将向上40吨，供需缺口广漠。2023年9月，好意思国国度核军工管制局（National Nuclear Security Administration）与BWXT公司订立总价值1.165亿好意思元的合同，后者将利用政府部门数吨含浓缩铀的核废物坐褥2吨以上高品貌低浓铀。11月，好意思国森图斯能源公司（Centrus Energy）坐褥了好意思国70多年来首批20千克高品貌低浓铀，是好意思国能源部高品貌低浓铀示范形貌的要津里程碑。同月，爱达荷国度现实室使用烧结时期制造出20余个买卖级高品貌低浓缩铀燃料芯块，后续将进行耐事故燃料测试。2024年1月，好意思国能源部启动一项价值5亿好意思元的高品貌低浓铀招标，推动原土先进核燃料供应链设备，保险高品貌低浓铀的永远供应智商。此外，好意思国激光同位素分离时期公司（LIS Technologies）与库里奥管制决策公司（Curio Solutions）配合，研究利用激光同位素分离时期对乏燃料中回收的铀进行浓缩的可行性。激光同位素分离时期公司设备的激光同位素分离时期与离心计等步地比拟领有更高的能效，可用于坐褥低浓铀和高品貌低浓铀。

欧洲方面，2023年，欧洲铀浓缩公司（Urenco）秘书，将好意思国尤尼斯（Eunice）铀浓缩厂和荷兰阿尔默洛（Almelo）铀浓缩厂产能分别进步15%，并与好意思国柏克德公司（Bechtel）等配合延伸尾料管制设施。2024年1月，英国能源安全和净零排放部秘书投资3亿英镑启动欧洲首个高品貌低浓铀缱绻，坐褥先进核电响应堆所需的核燃料。瞻望首座高品貌低浓铀工场将于2030年代初期参预坐褥。

钚铀搀杂氧化物（MOX）燃料

MOX燃料是包含了二氧化钚等多种可增殖的可衰变氧化物的核燃料，可替代低浓缩铀。钚算作一种东谈主造辐射性同位素，主要用途是制造核兵器，通过将退役的核兵器（含有兵器级钚）或将乏燃料（含有未被用尽的铀和链式响应产生的钚）再利用，制造MOX燃料，终了钚的和平、高效期骗（兵器级钚若不制造MOX燃料，就算作核废物处置，存在核扩散风险）。2023年，英国newcleo公司与英国核退役管制局（Nuclear Decommissioning Authority）下属的Nuclear Transport Solutions公司就MOX燃料输送伸开可行性研究。俄罗斯采矿与化学集结体（Mining & Chemical Combine）坐褥了首批臆测三个含次锕系元素的MOX燃料组件并完成验收测试，缱绻于2024年将这些组件装入别洛雅尔斯克核电站4号机组（BN-800快堆）堆芯。此外，俄罗斯正在设备用于VVER-1000机组的铀-钚再生搀杂物（REMIX）燃料，与MOX燃料比拟，REMIX燃料由经事后处理的铀和钚搀杂物制成，并添加了浓缩铀，搀杂燃料中钚含量为1.5%。俄罗斯但愿凭证不同的堆型和燃料轮回策略，提供多种核燃料供应。

三元结构各向同性（TRISO）燃料

TRISO燃料是一种颗粒状核燃料，核裂变材料位于中心，外缘一般带有四个包覆层，相等于为核裂变材料提供了单独的“安全壳”，从内到外分别是疏松热解炭层（贮存核裂变响应产生的气体）、内精采各向同性热解碳层（留意裂变产物和碳化硅层响应以及核裂变产物向外层的扩散）、碳化硅层（违反扫数裂变产物的开释）和外精采各向同性热解碳层（保护碳化硅层并提供力学强度）。这种燃料大要承受极点高温，且扩散和环境风险极低，是明天事故容错核燃料和高温堆核燃料的紧迫发展想法。全陶瓷微封装（FCM）燃料是新一代TRISO燃料，使用具有耐高温、耐辐照特质的碳化硅取代传统TRISO燃料的石墨基体。2023年11月，法司法马通公司（Framatome）和好意思国超安全核公司缱绻组建结伙公司，有益负责制造TRISO燃料和FCM燃料。

此外，好意思国能源部为库里奥管制决策公司的新式乏燃料轮回工艺NuCycle提供撑握。这种工艺大要坐褥多种同位素居品，包括低浓缩铀和正在研发阶段的TRUfuel燃料（由高品貌低浓铀和超铀元素构成）。加拿大Moltex Energy Canada公司设备出名为“废物改造为结识盐”（WATSS）的乏燃料后处理工艺，将氧化铀改造为“结识熔盐响应堆-废物烽火器”（SSR-W）的燃料。相较于以往的乏燃料后处理工艺，该工艺更浅显、老本更低，且该工艺无法坐褥钚，裁汰了核扩散风险。该工艺已在加拿大赢得专利。

《2023全球核电发展陈说——全球核电发展近况》未竣工败露数据

表1 全球核电响应堆装机容量前15名国度及核电响应堆数目

数据来源：国外原子能机构能源堆信息系统，箝制2024年1月27日。

表2 全球在建核电响应堆容量及核电响应堆数目

数据来源：国外原子能机构能源堆信息系统，箝制2024年1月27日。

作家简介

张宇麒 国务院发展研究中心国外时期经济研究所研究五室

研究想法：能源界限前沿时期研究追踪及产业、政策研究

量度姿色：1055791136@qq.com

裁剪丨郑实

研究所简介

国外时期经济研究所（IITE）建立于1985年11月，是附庸于国务院发展研究中心的非渔利性研究机构，主要职能是研究我国经济、科技社会发展中的要紧政策性、策略性、前瞻性问题，追踪和分析寰宇科技、经济发展态势，为中央和相干部委提供决策参谋就业。“全球时期舆图”为国外时期经济研究所官方微信账号，勇猛于于向公众传递前沿时期资讯和科技转换洞见。

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