吴宜灿院士：“核5G”将成为未来核能的主要发展方向

8月27日，中国科学院院士吴宜灿在全国反应堆物理大会上发表学术演讲时提出了第五代核能系统(简称为“核5G”)的主要特征，认为其将成为未来核能的主要发展方向。

吴宜灿院士指出，根据国际能源署IEA的报告，受新冠疫情影响，2020年以来除可再生能源外其他一次性能源经历了几十年来最严重的下降，核能也是如此。与此同时近年来可再生能源价格也大幅下降，给核能带来冲击。在此背景下，人们需要思考核能的未来究竟在何方。

然而目前核电在终端能源消费中的占比仅约1.92%(在总电力消费中占比约10%)，这让我们不禁思考，除去发电外，核能还有哪些更为广阔的应用空间。其实在发电应用外，核能是有多元化的应用需求的，包括一站式能源联供、孤网供电、平台动力、移动装备供电、非动力能源供给等诸多方面。因此，未来核能可以考虑这些更为广阔的应用空间。

从第一代原型堆，到第二代商用堆，再到第三代安全改进堆，以及第四代新型堆，几十年来核能技术发展迅速，大约20年就会有新一代核能系统概念被提出。然而，截至第四代核能系统，其主要关注的仍然是核能在发电方面的应用，主要瞄准的仍然是向大电网供电，功率水平均处于较高水平。这让人们不禁思索，未来核能系统会是什么样子呢?

通过回顾核能发展历史并分析未来发展趋势，吴宜灿院士提出并阐述了第五代核能系统(简称“核5G”)的初步概念，认为“核5G”将基于“从源头确保核安全”的基本理念，未来会在多元化应用方面发挥更大作用，而“灵活性、亲近性、智能性”可能成为“核5G”的重要技术特征。正是在上述三个方面的重要提升，使得“核5G”将成为未来核能的主要发展方向。

“灵活性”是指能够摆脱大电网的束缚，满足多场景的需求。灵活性包括运行灵活性、布置灵活性和产品灵活性等。能够达到调功率、燃料多元化应用、成本约束下快速建造、厂址特征无关、发电/供热/同位素生产等多元应用的目的。

“亲近性”，包括物理临近性和心理亲近性等，物理临近性指通过技术手段代替早期的物理距离隔离，心理亲近性是指从心理距离上社会和公众能够更加接受核能。

“智能性”，包括设计智能性、制造智能性和运行智能性等。能够达到协同设计、多物理耦合、3D打印快速制造、维修优化和多堆互联等目的。

吴宜灿院士还介绍了其团队在超小型移动式先进核能系统“核电宝”的研发概况，“核电宝”是对“核5G”的探索与实践，它采用特种液态金属作为冷却工质，具有超安全、超小型、超长效的技术特点，在诸多领域应用广泛。

吴宜灿院士表示，随着先进核能的研究发展，“核5G”的概念会不断地丰富和演化，这需要核领域同仁共同探讨，也需要相关领域的广泛参与，共寻核能发展未来之路。

中国核网注意到，目前我国先进核能研究已走在世界前列，在基础理论和许多关键技术方面获得了重要突破，但如何通过优化现有体制将科学研究成果快速转化成工程应用和生产力，这是目前面临的最重要的问题之一。