一、核反应堆技术分类与发展阶段
核反应堆按原理可分为基于重核裂变的裂变堆、基于轻核聚变的聚变堆以及聚变-裂变混合堆,其中裂变堆的全球技术发展整体分为四个阶段:
- 第一代:实验堆与原型堆阶段
- 第二代:大型商用核反应堆阶段,目前正在为全世界提供大量电力
- 第三代:先进轻水堆阶段,大多处于建造阶段,当前全球在建核电站大多采用该技术路线,我国在建/待建堆型除江苏徐圩核电站3号机组外均为三代堆,以华龙一号为主,其单位造价约1.56万元/千瓦,设备购置费用占比38.6%,核岛、常规岛、配套设施造价占比为5:3:2 【6】 。
- 第四代:目前正处于研发中,国际论坛筛选出超高温气冷堆、钠冷快堆、气冷快堆、铅(铅铋)冷快堆、超临界水堆和熔盐堆6个候选堆型,我国在高温气冷堆、钍基熔盐堆和钠冷快堆领域进展突出 【6】 。
二、全球代表性核反应堆大项目
1. 国际核聚变标杆项目:ITER(国际热核聚变实验堆)
这是迄今为止全球规模最大的核聚变实验装置,也是世界首个全超导托卡马克核聚变实验堆,2006年由中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国共同签署协定,确定在法国建设,项目总占地180公顷,配套完整的供电、冷却等设施,据ITER组织最新预计,反应堆有望在2034年实现首次点火运行 【2】 。
2. 中国四代堆标杆项目
- 高温气冷堆:华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程2023年12月正式投产运行,是全球首个投入运营的第四代核反应堆,搭载两个250兆瓦高温氦气冷却反应堆 【6】 【10】 。
- 钍基熔盐堆:2兆瓦热功率液态燃料钍基熔盐实验堆2023年10月首次实现临界反应,2024年6月达到满功率运行,2025年4月在甘肃武威正式加钍运行,是全球唯一建成并运行的熔盐堆核能系统,2025年11月成功实现钍铀转换 【6】 。
- 钠冷快堆:2025年7月中核集团宣布我国首台第四代百万千瓦商用钠冷快堆CFR1000完成初步设计,装机容量提升至120万千瓦,已具备上报审批条件 【6】 。
- 小型模块化反应堆:玲龙一号是125兆瓦压水堆技术小堆,预计2025年底投入运营 【10】 。
3. 美国先进堆相关项目
- 微堆与示范堆融资项目:Radiant Industries为其爱达荷国家实验室的Kaleidos微堆项目融资1亿美金,X-energy为其Xe-100示范项目融资7亿美金,TerraPower两年间锁定资金规模超8亿美金 【1】 ;2025年受供应链从俄罗斯转移的影响,其怀俄明州Natrium SMR项目被迫推迟 【10】 。
- 四代堆建设计划:2025年5月美国签署相关行政令,目标在2026年7月4日前建成至少三座先进反应堆,2025年8-9月已有3座四代核反应堆动工 【12】 。
- 西屋商用堆项目:西屋公司研发的AP1000三代大型反应堆已商业化投产,AP300小型反应堆和微型反应堆处于持续开发阶段 【9】 。
4. 其他国家代表性项目
- 法国Newcleo小堆项目:获得来自意大利投资者的5.7亿美金单笔融资,意大利政府和财团希望通过该投资将小堆产业链引入本土,振兴工业经济 【1】 。
- 多国在建核电项目:截至2025年中,俄罗斯共有27座核反应堆在建,其中国内7座,其余20座分布在7个国家,中国、埃及、印度与土耳其各有4座由俄承建的机组 【5】 ;埃及、土耳其、孟加拉国均在建设本国首座核电机组 【7】 。