核能技术发展战略研究

本书凝练了当前到2050年核能领域重点科学的技术方向和发展路径

涵盖热中子堆的核电技术、快中子堆及四代堆技术、受控核聚变科学技术，兼顾现实需求和长远发展

本书内容源自中国工程院重大咨询项目研究成果，凝聚核能领域众多专家学者共识

本书是中国工程院重大咨询项目“我国能源技术革命的技术方向和体系战略研究”下课题“核能技术方向研究及发展路线图”的主要成果，主要研究了我国近期（2020年）、中期（2030年）、远期（2050年）核能发展的重点科学技术方向和发展路径。
根据技术发展的成熟度，本书分为3个部分，分别是基于热中子堆的核电技术、快中子堆及第四代堆技术、受控核聚变科学技术。本书共4章。第1章是研究成果概述，凝练主要研究成果，兼顾现实需求和长远发展,从总体上把握未来核能科学技术的重点发展方向。第2～4章分别论述了基于热中子堆的核电技术、快中子堆及第四代堆技术、受控核聚变科学技术。
本书可作为能源系统、电力系统、能源技术、能源政策以及能源金融等行业相关人员的参考书。

前言
第1章核能技术方向研究及发展路线图
11引言
12核能技术发展现状
121国际核能技术应用现状
122国内核能技术发展现状
123核能发电安全事故情况
124裂变核能应用技术重点方向现状
125核能技术应用政策比较分析
13核能技术发展方向
131核能发电领域科技发展存在的重大技术问题
132研究和把握核能发电领域科技发展态势和方向
14核能技术体系
141重点领域
142关键技术
15核能技术发展路线图
151核能发展总体路线图
152压水堆发展路线图及备选技术
153快堆及第四代堆发展路线图及备选技术
154受控核聚变科学技术路线图及备选技术
16结论和建议
第2章基于热中子堆的核电技术
21核能应用技术概述
211核能发电安全事故分析
212核能应用技术重点方向分析
22核能技术演进路线
221核能应用技术发展历史
222核能应用发展趋势
23世界核能发展趋势及各国政策分析
231核能应用政策比较分析
232世界核能发电领域科技发展趋势
24近期、中期、远期核能发电技术分析
241我国核能发电领域重大科技需求分析
242我国2020—2050年核能发电领域发展的重点分析
2432030年我国电源结构分析
244我国2020—2050年核燃料配套发展的重点分析
25核能关键技术发展方向
251我国核能领域科技发展路线图
252我国核能领域前端发展技术方向
253我国核能利用领域发展技术方向
254我国核能领域后段发展技术方向
26核能关键技术的研发体系
第3章快中子堆及第四代堆技术
31核能应用技术概述
311核能应用技术水平现状分析
312核能应用政策比较分析
32核能技术演进路线
321核能应用技术发展历史
322核能应用发展趋势
33近期、中期、远期核能发电技术分析
331核能发电领域科技发展趋势分析
332核能发电领域重大科技需求分析
333未来5~35年核能发电领域发展的重点分析
34核能关键技术发展方向
35核能技术的研发体系
36核能技术的应用和推广
第4章受控核聚变科学技术
41聚变能应用技术概述
42聚变能技术演进路线
43世界聚变能发展趋势及各国政策分析
431美国“聚变”实验室
432日本“聚变”实验室
433欧洲“聚变”实验室
434韩国“聚变”实验室
435其他国家“聚变”实验室
44近期、中期、远期聚变能发电技术分析
45聚变能关键技术发展方向
451磁约束聚变的关键技术发展方向
452惯性约束及其他核聚变途径的关键技术研究
46聚变能技术的研发体系
461J-TEXT装置实验研究进展
462HL-2A(M)装置实验研究进展
463东方超环EAST装置实验研究进展
464国际热核聚变实验堆（ITER）研究进展
465中国聚变工程试验堆（CFETR）研究进展
47聚变能技术的应用和推广
参考文献

中国工程院长期关注并开展我国的核能发展战略研究。2011年3月,日本福岛核事故发生后，国内就核电是否安全以及是否要继续发展曾有过不小的争论，在此背景下，中国工程院及时完成了“我国核能发展的再研究”咨询项目，提出了“战略必争，确保安全，稳步高效”的发展战略方针。2015年，中国工程院组织了“我国能源技术革命的技术方向和体系战略研究”重大咨询项目，“核能技术方向研究及发展路线图”是其中的一个课题，杜祥琬院士任课题负责人。当时，国际上在建的第三代反应堆（反应堆简称为堆）建设普遍延期，首堆经济性普遍较差；与此同时，可再生能源发展势头迅猛，核能发展前景不容乐观。根据这一形势，本课题重点关注核能发电技术发展规划的近期、中期和远期重点任务，预测未来核能关键技术的发展方向，制定核能技术的研发体系和研发线路图，提出核能技术应用推广的建议。
根据技术发展的成熟度，课题下设了3个专题组。叶奇蓁院士负责基于热中子堆（或简称为热堆）的核电技术专题，徐銤院士负责快中子堆（或简称为快堆）及第四代堆技术专题，万元熙院士负责受控核聚变科学技术专题。十多位院士、几十位专家参加了课题研究工作，在此期间获得了中国工程院、相关企事业单位和科研机构的大力支持。经过两年多的工作，课题组完成了综合报告和专题研究报告，本书便来自对以上报告的整理和提炼。本书共4章，重点分析了我国核能技术发展的现状、核能的安全性、核能技术的发展方向，并给出了核能技术发展路线图。第1章是研究成果概述，由师学明、崔磊磊、苏罡、杨勇、高翔等共同执笔，凝练主要研究成果，兼顾现实需求和长远发展,从总体上把握未来核能科学技术的重点发展方向。第2章“基于热中子堆的核电技术”，由苏罡执笔；第3章“快中子堆及第四代堆技术”，由杨勇执笔；第4章“受控核聚变科学技术”，由高翔执笔。
本书提出如下建议和认识：以第三代自主压水堆为依托，安全、高效、规模化发展核能；加快第四代核能系统研发，解决核燃料增殖与高水平放射性废物嬗变；积极发展小型模块化反应堆，开拓核能应用范围；努力探索聚变能源。预期到2030年核电运行装机容量为15×108 kW，在建容量为5×107 kW；到2050年快堆和压水堆匹配发展。目前，我国的核能发展面临着前端和后端能力不足、核心技术研发力量分散、竞争大于合作的局面，建议通过整合国内资源，组建核能国家实验室，进一步集中力量推进我国核能产业健康、快速发展。
可喜的是，在本书即将出版之际，欣闻国务院核准海南昌江核电二期工程和浙江三澳核电一期工程开工建设，“华龙一号”全球首堆如期投入商用，这标志着我国的自主化第三代核电已经具备规模化发展条件。在先进核能开发方面：我国的高温气冷堆示范工程也已进入调试阶段；快堆示范工程进展顺利；ITER计划重大工程安装启动，我国负责主机一期安装任务，中国环流器二号M装置建成并实现首次放电……这些成绩的取得是我国核工业多年来苦练内功的结果，也是核能产业进一步做大做强的基础。
本书初稿完成于2017年，此次出版前对部分数据做了更新，也删减了部分内容，但对核电发展容量预测数据未做改动。由于各种原因，书中仍不免有疏漏或不妥之处，请读者批评指正。