从“一堆一器”到核能“三步走”，大国自信来自“核”。→

作为清洁、稳定的能源，国资小新，

过去半个世纪的核能

全球近一半的低碳电力都得到了贡献，

维护世界能源安全，

应对全球气候变化，

促进世界经济增长作出了重要贡献。

目前，核能也是我们国家

提高能源结构，保证能源安全，

实现“双碳”目标的中坚力量。

由“一堆一器”到“核能三步走”，

中国核工业已经走过

艰苦而辉煌的历程。

和小新一起，今天

重新走核工业路，

追寻核工业先辈的创业足迹，

探索大国自信来自“核心”——

建立中国核工业“硬核”自信

在北京西南郊区的一个沙滩和田野里，有一个由“核”建造的小镇——房山新镇。这是中国核科技的发源地，中国原子能科学研究院(以下简称“原子能学院”)就位于这里。

1955年，党中央作出战略决策，大力发展中国核能，决定从苏联引进一个直径1.2米的重水型试验反应堆和一个直径1.2米的旋转加速器。仅仅两年多的时间，一个新的核能科学研究基地就在1956年开工。

核技术的发展离不开反应堆、加速器等大型科学设备，核技术水平集中体现在反应堆、加速器等先进水平上。

1958年，在苏联的支持下，原子能院建成了中国第一个重水反应堆和第一个旋转加速器(简称“一堆一器”)。随着中国进入核能时代，中国核科学研究的技术设备和实验手段有了显著提高。

围绕“一堆一器”，原子能院在中国“两弹一艇”的研发中做出了历史性贡献，产生了大量举世瞩目的研究成果，培养和运输了一批优秀人才，为中国核科技事业和核工业的发展做出了不可磨灭的贡献，被称为中国核工业的“摇蓝”和“老母鸡”。在国家表彰的23位“两弹一星”奖章获奖者中，有7位在这里立下了巨大的成就。

“一堆一器”见证了中国核工业从零开始的历史，这是中国核工业的开始，也是中国“硬核”的开始。

如今，第一个重水反应堆已经关闭，第一个旋转加速器已经退役。原子能院也从“一堆一器”走向“多堆多器”，成为国内加速器和反应堆类型最多的综合R&D基地。

在反应堆方面，从1964年开始，中国第一个国产反应堆——49-2游泳池反应堆是由原子能院自行设计和建造的。到1984年，中国第一个微型中子源反应堆(原型微型堆)已经建成。到2010年，中国先进的研究堆和中国的实验快堆相继建成...原子能院加快建设一体化快堆核能体系，推动中国核能技术更新。确保核能“三步走”战略走稳走稳，为国家能源安全提供解决方案。

随着反应堆的快速发展，原子能院加速器的研发也取得了突破。从最初几百KeV的低能加速器到现在的230MeV超导质子回旋加速器，BNCT(硼中子俘获治疗)强流质子回旋加速器等。，一批批中高能加速器逐渐产业化，为一些医疗、工业等领域的高科技课题提供了全新的解决方案。

探索全球核电的“未来选择”

在我国，海南是核电比例最高的省份。

在海南昌江，蓝天白云，椰风海韵。核电基地与自然环境和谐共处，绘制绿色画轴，不断为海南自贸港建设的蓬勃发展提供强大的绿色清洁能源支撑。“玲龙一号” 于是就在这里如火如荼的建设。

“玲龙一号”是世界上第一个小型陆地商业模块化压水堆，也是继“华龙一号”之后中国核电自主创新的重要成果。作为华龙一号的“小兄弟”，小堆“玲龙一号”被公认为“精致”。

虽然小堆很小，但并不是简单地“微型化”大型压水堆。在“玲龙一号”的诸多特点中，最显眼的是集成设计和模块化建设。

一体化设计是将反应堆的多个核心设备集合在一起。如果说很多传统的台式电脑都是由屏幕主机的键盘鼠标组成的，那么一小堆“玲龙一号”就是一个轻便、方便、安全的一体式笔记本。

模块化施工是指“玲龙一号”的主体系统和施工都是模块化的，可以批量制造工厂。组装核反应堆就像组装家电一样，通过流水线操作、运输和快速安装，简单、快速、高效。

以上各种优势，如“玲龙一号”安全性高、布局灵活、经济环保等。，也让它成为一个真正的“全能玩家”，不仅可以用于核能发电，还可以在区域供热、海水淡化、工业供暖等非电力领域提供一切，从而有效解决内陆地区、岛屿、海上油气钻井平台等地区的能源供应，因此也被称为“移动充电宝”。

作为世界第一堆，“玲龙一号”的建设无法借鉴。项目团队以高质量、精细化管理为抓手，加强项目整体规划，采用“接力棒”工程统筹管理机制，分解任务，细致落实，确保上筒组装、无损检测等工作稳步有序推进，使上筒吊装具有提前吊装条件。

截至2024年3月，小堆项目已开工32个月，项目有27个里程碑节点，15个一级里程碑节点已完成。目前小堆项目已进入安装高峰阶段，核岛反应堆厂外穹顶吊装到位，常规岛汽轮机安装已开始。目前，工程建设已全面进入全面安装阶段，工程建设安全质量总体可控。

“玲龙一号”更小、更灵活、更安全、用途更广泛，不仅是“核能充电宝”，也是大国重器中一张美丽的“国家名片”，代表着中国核能技术的新高度。中国核电在不断突破中创造了辉煌，从“跟随”、“并驾齐驱”到“领先”。

今后，让我们期待“玲龙一号”带来更多的“核选择”。

揭开“人造太阳”的神秘面纱

聚变能是我国核能发展实施“热堆-快堆-聚变堆”三步走战略的最后一步，也是解决能源问题的最后一步。

万物复苏靠太阳。太阳内部，核聚变无时无刻不在发生，为大自然带来最常见的能量来源。

古代赞美父亲的日子，现在核工业西南物理研究所(以下简称西物院)有了新一代的“人造太阳”。如果你想知道“人造太阳”，你必须首先知道什么是核聚变。

核聚变是两个轻原子核的聚集，生成新的更重原子核，在反应过程中释放巨大的能量。可控核聚变设备被称为“人造太阳”，因为太阳通过核聚变产生持续的能量。

目前，可控核聚变主要有磁约束、重力约束和惯性约束三种技术路线。主流托卡马克设备属于磁约束。目前，国际主流使用氢的同位素和钒作为核聚变燃料。

什么是“人造太阳”的重要性？这个要从核聚变能的优点说起。

从核聚变燃料的角度来看，海洋中存在大量的煤炭，煤炭可以通过地球上富含的锂转换。同时，核聚变可以通过少量燃料获得巨大的能量。从一升海水中提取的煤炭燃料完全用于核聚变反应，释放的能量相当于燃烧300升汽油。丰富的燃料储量和巨大的能量密度意味着“能源自由”可以实现。

另一方面，核聚变反应的产生物是氦，对环境无害。而且由于核聚变反应条件极其苛刻，如果不满足任何条件，聚变反应会自动停止，具有固有安全性高的特点。

因此，核聚变能是目前认识到的重要途径之一，具有资源丰富、环境友好、固有安全性高的优点，最终可以解决全球能源问题。人类一旦掌握了核聚变能，就会有数百亿年的绿色能源。

实现地球核聚变反应的条件非常严格：需要高温、高密度、高能量的约束时间。

例如，在核聚变过程中，等离子体的离子温度需要超过1亿摄氏度，要知道太阳的核心温度只有1500万至2000万，在地球上建造一个高温生成物，其难度比太阳温度高近10倍。

目前，地球上没有可以直接包裹1亿摄氏度高温等离子体的材料。科学家们想到了一种方法——用强磁场约束带电颗粒，而“人造太阳”的真空室就是这样一个容器。

几十年来，中国一代又一代科学家在可控核聚变领域进行了持续而深入的探索。西物院作为中国最早致力于可控核聚变和等离子体物理研究的专业研究机构，在聚变领域建立了具有里程碑意义的三代重要平台，即中国环流一号、中国环流二号和新一代人造太阳“中国环流三号”。

2020年建成的“中国环流三号”，总高度8.39米，直径8米，等离子体离子温度可达1.5亿度，是目前中国规模最大、参数最高的先进托卡马克设备，也是我国新一代先进的磁约束核聚变试验研究设备。

整个装置中间有一个环形超高真空器皿，也就是“人造太阳”的心脏-真空室。里面的真空值可以达到10-6次方帕的量级，里面会产生强磁场，里面的带电粒子会受到磁场的约束和控制，而这个强磁场就是通过向线圈通电产生的“磁铁笼”，就是磁约束核聚变。

“人造太阳”的工作原理是将气体注入这样一个大型环形真空容器中，然后将气体电离成等离子体，然后用强磁场控制带电颗粒，然后加热加压，从而实现核聚变反应的条件。

中国环流三号等离子体电流于2022年10月实现115万安培，创造了我国可控核聚变设备运行的新纪录。2023年8月，中国环流三号在100万安培等离子体电流下首次实现高约束模式运行，再次刷新了我国磁约束聚变设备的运行记录。2023年底，中国环流三号向全世界开放，邀请全世界的科学家来中国集智攻关，共同追求“人造太阳”的能源理想。

如今，西物院的可控核聚变研究在一次又一次的实验、一组数据和部件中稳步推进。科学家认为，总有一天，核聚变可以点亮成千上万盏灯。

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