核电
- 预测与趋势： 原子能机构连续第四年上调核电装机容量预测，高值预测至2050年达950吉瓦（电），增长2.5倍，小型模块堆将占近四分之一。推动因素包括“气候公约”相关决议、核能峰会及各国核电计划。
- 在运核电厂： 全球在运核电容量为377吉瓦（电），由31个成员国的417座反应堆提供。美国、中国和法国是主要生产国。老化的堆群突显了对新核电容量的需求。
- 新建核电计划： 37个国家处于启动或实施国家核电计划阶段，23个国家处于决策阶段，14个国家处于决策后阶段。另有约20个国家对核电感兴趣。
- 核电技术发展： 水冷堆仍是主流，趋势是加强安全性能和改进燃料设计。小型模块堆发展侧重于经济性、安全性和可扩展性，海洋应用备受关注。快堆技术发展重点在于改进安全措施和经济性，探索不同冷却剂和与封闭式燃料循环技术的整合。
核燃料循环
- 前端： 2023年铀现货价格创17年新高，但全球铀资源足以支持近期核发电需求。核燃料生产技术成熟，能力足以满足预期需求。对耐事故燃料和先进技术燃料的研发取得进展。
- 后端： 全球乏核燃料每年增加约7000吨重金属，约30万吨已贮存。奉行开式循环战略的国家面临贮存容量不足和处置期延长挑战，奉行闭式循环战略的国家面临后处理能力有限和多次再循环挑战。
退役、环境治理和放射性废物管理
- 退役： 核电厂退役趋势是永久关闭后及早拆除，专业联合体兴起以实施完整退役项目。循环经济原则得到优先考虑，无人机和机器人等遥控操作工具应用增加。
- 环境治理： 放射性污染场址治理工作稳步进展，应用循环经济原则和技术创新。遥感和机器学习等技术发挥重要作用。
- 放射性废物管理： 全球在放射性废物管理方面取得重大进展，处置计划和持续安全应用处置前技术方面进展显著。废物分级方案得到重视，小型模块堆的废物管理政策和战略需相应调整。
聚变研究和技术发展
- 进展： 美国国家点火装置取得进展，欧洲联合环完成最后实验并启动退役，国际热核实验堆项目按新基线推进。
- 投资与合作： 各国加大研发投资，起草国家战略，制定监管框架，加强供应链合作。聚变能产业吸引超过80亿美元投资。
- 监管框架： 监管机构和立法机关应对聚变能带来的挑战和机遇，多国推动制定统一监管框架。
研究堆
- 现状： 截至2024年底，共有234座在运研究堆，分布在54个国家。10个国家正在建造11座新研究堆，13个国家有建造计划。
- 趋势： 全球研究堆群继续老化，但许多研究堆可安全运行并得到有效利用。对利用研究堆进行核教育和培训的需求增加。中子束应用需求增长，粒子加速器在空间探索中发挥关键作用。
粒子加速器和核仪器仪表
- 粒子加速器： 离子注入技术在工业、航天等领域应用广泛，对空间探索至关重要，可用于模拟空间辐射照射的影响。
- 核仪器仪表： 开发了紧凑、节能、具有双重功能的γ射线中子探测器，用于空间探索中的氢测绘和元素分析。
原子数据和核数据
- 聚变数据： 原子能机构提供和管理聚变电厂建模所需的基础科学数据，国际热核实验堆是主要用户。
- 数据访问： 核数据和原子数据越来越多地由应用程序编程接口处理，便于应用于机器学习算法等软件。
人工智能应用于核电和核燃料循环
- 应用： 核工业应用机器学习和人工智能技术提高质量和效率，包括燃料组件制造、乏燃料贮存罐检查、堆芯设计优化等。
- 趋势： 数字化程度提高，核电厂采用机器人和无人机系统，人工智能助力先进核技术发展。
人体健康
- 放射治疗： 癌症是全球主要死因，放射治疗需求有限。原子能机构牵头成立柳叶刀肿瘤学放射治疗和诊疗委员会，评估放射治疗的可得性。
- 空间分割放射治疗： 通过在肿瘤体积中输送不均匀的辐射剂量治疗大体积抗辐射肿瘤的创新技术，可加强肿瘤控制，提高患者生活质量。
粮食和农业
- 食品安全： 原子能机构启动协调研究项目，利用放射性同位素研究兽药消除及残留，支持食品安全标准制定。
- 食品欺诈检测： 开发了基于同位素比质谱测定法的食品鉴定方法，快速检测食品真实性。
- 病害检测： 开发了检测香蕉镰刀菌枯萎病热带4号小种的快速诊断方法，提高诊断速度和可靠性。
放射性同位素和辐射技术
- 电子束系统： 电子束技术在40个成员国用于工业用途，原子能机构弥合电子束技术知识和监管框架方面的差距。
- 增材制造： 无损检测技术对增材制造零件的质量保证至关重要，原子能机构将启动协调研究项目开发先进的基于核的无损检测技术。
- 放射性配体治疗： 俄歇电子发射体在放射性配体治疗中具有前景，原子能机构推动相关研究和开发。
- 生物基聚合物： 电离辐射可用于生产生物基聚合物，应对塑料污染问题，原子能机构支持相关研究和能力建设。
同位素水文学
- 快速跟踪地下水： 原子能机构开发硫-35等短寿命放射性核素的分析方法，用于监测地下水系统。
海洋环境
- 海洋酸化： 海洋酸化对海产品可持续性构成威胁，原子能机构开展协调研究项目，评估其对海产品的影响。
- 非传统同位素： 原子能机构致力于利用非传统同位素系统增进对海洋污染的认识，支持可持续渔业和水产养殖。
