郑明光（左图）称，三代核技术还没有解决的一个比较大的问题，就是核燃料循环。

早报记者 李跃群

见习记者 杨漾 王心馨 贺梨萍

“中国的整个主力电网、电源容量基本平衡以后，发展小堆的空间就来了。”上海核工程研究设计院院长、国家重大科技专项《大型先进压水堆核电站》总设计师郑明光近日在接受早报记者专访时指出，小型反应堆将是未来核电发展的方向。其中，海上浮动堆、核动力平台对于海岸线漫长的中国而言，市场前景广阔，将为海洋经济发展提供重要支撑。

国际原子能机构（IAEA）将“小型”核电机组定义为300MW（兆瓦）以下的机组，而电功率在300MW以上、600MW以下的为中型反应堆机组。中、小型反应堆类型有：轻水堆、高温气冷堆、液态金属反应堆和熔盐堆，而轻水堆是小型堆的主要堆型。近年来，美国、日本、俄罗斯、韩国、阿根廷等国，都已开始积极研发小型核反应堆。

小型反应堆除了单一的发电功能以外，还有许多其他工业用途，如热电联产、工业供热和海水淡化等。其中，海上浮动堆建成之后，海洋资源开发、海洋国防均能受益。

对于海上浮动堆与传统燃气发电之间的发电效率差距，郑明光表示，“（海上浮动堆发电）比用天然气发电要好多了，1千克铀-235放出的热量相当于燃烧200万立方米天然气，如果与煤和油比的话，差别就是270万倍。”

小型反应堆的大用场

“将来，海上浮动堆、核动力平台会有比较大的市场前景。特别是中国有较长的海岸线，有很多的海岛、小岛需要开发，而中国的经济从陆地经济逐步会转向海洋经济，海洋经济的发展是要有支撑的。核动力平台应该就是一个非常好的支撑。当前海洋经济发展的最大难点就是没有生活的保障，而海上平台就是来保障生活条件的。它不但能够提供电，还可以提供淡水。”

东方早报：除了大型反应堆之外，我们知道上海核工程研究设计院也在做小型反应堆（以下简称“小堆”）。那么小堆这块目前有哪些堆型？目前是怎么样一个状况？

郑明光：小堆的开发主要考虑到几个方面的因素。刚才也提到了，世界是多元化的，需求也是多元化的。小堆，也是未来发展的方向，但如果是用于发电，可能还会过段时间。我觉得中国的整个主力电网、电源容量基本平衡以后，发展小堆的空间就来了。但现在从电力方面来讲，还是以发展大型反应堆为主，这主要是由电力需求决定的。

小堆的第二需求是城市供热，城市供热将来也是有发展需求的。特别是现在环境污染比较厉害，像东北的很多城市，冬天的时候，城市里面很多热电厂、热电联供。如果这些热电厂能被小堆替代的话，那么对中国环境的改善还是有很大帮助的。

但是带来的问题是什么呢？是安全审评原则的改变。如果当前的安全审评原则不改变，要把小堆推进城市是极其困难的。因为反应堆建造的时候，对隔离区边界有具体的规定。一般城市里哪有那么大的隔离区域？同时老百姓对反应堆建在城市内有没有可接受性？这也需要研究。能不能确保绝对安全？发生事故以后，或者发生任何异常事件以后，不能对反应堆厂区以外的任何地方的环境发生影响。如果对环境发生影响，在城中间，对公众是没法交代的。所以如果小堆要用于城市供热，安全审评原则和反应堆的自身安全方面，还是需要进一步的强化。

第三就是将来，比如我们现在就提出来的海上浮动堆、核动力平台，这块我觉得将来有比较大的市场前景。特别是中国有较长的海岸线，有很多的海岛、小岛需要开发，而中国的经济从陆地经济逐步会转向海洋经济，海洋经济的发展是要有支撑的。核动力平台应该就是一个非常好的支撑。当前海洋经济发展的最大难点就是没有生活的保障，而海上平台就是来保障生活条件的。它不但能够提供电，还可以提供淡水。

所以，从需求上来说，首先是电力需求，然后是城市供热需求，那么到海岛的时候就是供电、供热、供水，如果这些需求都能够满足的话，你说中国南海有这么大的区域，将来开发好以后，旅游也好、海洋资源开发也好、海洋国防守卫也好，都能够得到解决。但是我们国家在这方面，从各个层面的准备，包括规划得还不够。像东海、南海，如果能在靠近海岛的地方建设海上核动力平台的话，那对中国整个国防能力、对中国整个疆土的外延、对海洋经济的发展，将会起到非常大的作用。院里对海上核动力平台也做了段时间的研究。核动力平台对于旅游包括改变中国人的海洋生活，我觉得都是很有帮助的，而且能够把整个产业链带起来。对于上海，从制造业的研发到设计，包括将来的用户，都有这方面的需求。

核动力平台为什么现在提得更多呢？一是上海产学研能够联动，第二的话现在有需求。上海市政府如果要南海开发或是东海开发，跟国家可以提我们做几个核动力平台。做了之后这个产业将来还是有非常好的前景。而且世界有几万个岛，几万个岛如果将来核动力平台中方运行、中方管理，我们就卖电、卖水给它，那将来都是市场啊。比用天然气发电要好多了，1千克铀-235放出的热量相当于燃烧200万立方米天然气，如果与煤和油比的话，差别就是270万倍。

对于堆型本身来说，实际上小堆还有另外一个角色。现在我们在用三代技术，三代技术发展也会有一个从当前的起步、发展，到以后的逐步淘汰的过程。那么三代怎么向四代过渡呢？实际上四代技术与三代技术相比，我觉得应该在几个方面要有重大突破：一方面安全性需要进一步提高；第二更重要的是三代核技术还没有解决的一个比较大的问题，就是核燃料循环。核燃料循环实际上就是燃料的再生，并不是一般性的燃料使用，是燃料怎么再生。因为任何燃料都有瓶颈，石油有枯竭的时候，煤炭有枯竭的时候，核燃料也有枯竭的时候，怎么样提高核燃料的利用效率？天然铀中0.7%左右是铀-235，其他绝大部分是铀-238。铀-235是目前核电中使用的主要燃料，把它从0.7%浓缩到4.5%、4.9%，标准要求民用核电铀-235的富集度不能超过5%，都在5%以下。现在正在研究一种堆型，怎么样把铀-238进行增殖，采用新的反应堆理论，主要是快堆理论进行增殖，使它的利用效率得到提高。

现在提出来的这种增殖理论，最高本来说可以增殖到100倍，事实上原本使用是200年或者多少年，如果增加100倍的话就是可以用2万年。所以对于人类能源问题的最终解决有一定的帮助。在聚变技术工业化之前，肯定还是要靠裂变技术来实施。裂变技术要解决的就是增殖问题，因此增殖问题是四代技术里的核心问题。要解决这个核心问题，还得取决于材料、工艺的革命。当前的材料，要真正达到非常高的燃耗，是非常困难的。

比如说比尔·盖茨的泰拉能源公司，他们正在研究一个新的堆型，称之为行波堆，正在研究新的包壳材料。院里也开发了一个理论，叫原位增殖焚烧堆，事实上这个理论跟行波堆理论有异曲同工的地方，就是一炉反应堆核燃料燃烧的时间非常长，同时它的增殖比比较高，燃料的利用效率可以提升50倍到100倍。

四代技术里面还有很重要的一点，就是防止恐怖袭击与核不扩散要求的落实，对于未来发展的要求是越来越高。经济发展以后，社会的不稳定因素在增加，所以怎么确保核电站的实体安全非常关键。不仅是我们搞核工程的人，要注意反应堆自身的核安全。反应堆的实体安全，从保卫角度来讲将来还是需要进一步加强的。这也是我担心反应堆放到城里以后会带来的一些副作用。因为放在城里一旦破坏以后，说句实话，反应堆毕竟是有放射性的，它自身的安全是能保证，但是如果有人去破坏，事情就难以控制，很多事情上需要有更好的对策。

所以四代反应堆要发展，安全设计理念需要进一步强化和落实。要不断提高它的效率，不断提高它的可靠性和经济性。至于燃料利用率、燃料循环，主要是考虑到燃料发展的瓶颈问题，就是怎么样把铀-238、钍-232合理地使用。更加好的实体安全，包括公民意识等等都需要加强，包括核不扩散的这个问题。

四代堆的突破点在于材料

“碳化硅的缺点就是一次易成型，二次难加工。”

东方早报：原位增殖焚烧堆最大的突破点是不是还是在材料上？

郑明光：四代堆的包壳材料，抗辐照程度需要提高10倍到100倍。因为燃耗加深，如果说燃耗是5万千瓦、6万千瓦，你要上升到50万千瓦以上燃耗的话，辐照程度就要进一步提高，所以就要找寻新的材料。现在比如说新型碳化硅的研究，碳化硅本身导热性能好，抗辐照能力强，耐温性能、耐辐射性能都比较好，但碳化硅的缺点就是一次易成型，二次难加工，就是第一次加工比较容易，但加工好成型以后要再改变它的结构比较难，所以将来有可能发展碳化硅的兄弟，或者说其他的复合材料，来改变这种格局。当然像泰拉能源公司主要研究的是HT9，另外一种不锈钢的材料，这种材料它认为将来的抗辐照程度能够提高，而且可能已经做到比现在材料好几倍，但是它的目标是要好10倍，好10倍可能有难度。