12月17日，在以“應(yīng)對發(fā)展挑戰(zhàn)，提振復(fù)蘇信心”為主題的2023《財(cái)經(jīng)》年會上，中國科學(xué)院學(xué)部主席團(tuán)名譽(yù)主席、中國科學(xué)院院士、中國科技大學(xué)名譽(yù)校長、中國科學(xué)院原院長白春禮表示，核能具有能量密度高、供能穩(wěn)定、碳排放低的優(yōu)勢，對于波動性的太陽能和風(fēng)能發(fā)電來說是良好的穩(wěn)定劑，是實(shí)現(xiàn)碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)不可或缺的低碳能源。
“根據(jù)測算，2060年核電的總發(fā)電量達(dá)到2.7萬億度，2021年我國核電發(fā)電裝機(jī)容量約5000萬千瓦，還有很大的提升空間。”白春禮稱。
核能的利用包括核裂變和核聚變兩種方式。關(guān)于核裂變，白春禮表示，主要有以下三個問題需要解決：
第一是安全性。近年來，我國核電技術(shù)持續(xù)取得進(jìn)步，2021年12月，山東榮成石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程送電成功，是全球首個并網(wǎng)發(fā)電的第四代高溫氣冷堆核電項(xiàng)目，核安全性能較高，標(biāo)志著我國成為世界少數(shù)幾個掌握第四代核電技術(shù)的國家之一。
第二是核燃料的持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)。我國已經(jīng)探明的鈾資源約27萬噸，按當(dāng)前核電水平，已探明鈾資源支持約40年，核燃料的持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)急需解決。為應(yīng)對鈾資源短缺問題，中科院設(shè)立了“釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)（TMSR）”先導(dǎo)專項(xiàng)，以釷為核燃料具有資源豐富、核廢料少、毒性低和固有防核擴(kuò)散等優(yōu)點(diǎn)，還可減少稀土開采中的釷資源流失和放射性環(huán)境污染，是核能發(fā)展重要方向之一。但這目前還是研究項(xiàng)目，還沒有達(dá)到應(yīng)用程度。
三是乏燃料安全處理處置。當(dāng)前我國乏燃料已累積近2萬噸，每年新產(chǎn)生約1千噸，主要采用濕式暫存法處理，濕式暫存費(fèi)約4萬元/噸/年，乏燃料安全處理處置急需解決。對于核乏燃料的安全處理，中科院目前也正在進(jìn)行重要的科研項(xiàng)目，瞄準(zhǔn)解決這個問題。
談及核聚變，白春禮表示，核聚變反應(yīng)是宇宙中的普遍現(xiàn)象，它是恒星（例如太陽）的能量來源。核聚變能也是能源發(fā)展的前沿方向，被視為未來社會的“終極能源”。如果人類可以掌控這種能量，就能擺脫目前地球的能源與環(huán)境危機(jī)困擾。到目前為止，人類對受控核聚變的研究主要分為兩類：
一類是磁約束核聚變，如“國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃”，它是全球規(guī)模最大、影響最深遠(yuǎn)的國際科研合作項(xiàng)目之一。ITER裝置是一個能產(chǎn)生大規(guī)模核聚變反應(yīng)的超導(dǎo)托克馬克，俗稱“人造太陽”。中國科學(xué)家積極參與國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）相關(guān)工作，2021年5月，中科院建造的東方超環(huán)（EAST）在核聚變研究上取得進(jìn)展，成功實(shí)現(xiàn)可重復(fù)的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體運(yùn)行，進(jìn)一步證明核聚變能源的可行性，也為邁向商用奠定了物理和工程基礎(chǔ)。
今年2月，歐洲核聚變研發(fā)創(chuàng)新聯(lián)盟、國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃（ITER）等單位聯(lián)合宣布，實(shí)現(xiàn)了受控核聚變能量的新記錄，在目前世界上最大的聚變反應(yīng)堆，即在歐洲聯(lián)合環(huán)（JET）中，將氫的同位素氘和氚加熱到了 1.5 億攝氏度并穩(wěn)定保持了 5 秒鐘，同時核聚變反應(yīng)發(fā)生，原子核融合在了一起，釋放出 59 兆焦耳的能量。有測算稱，這相當(dāng)于11兆瓦電力，大約能夠?yàn)橐粋€普通家庭提供一天的電力。JET是世界上唯一一個能夠?qū)崿F(xiàn)“氘氚聚變”反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，保持著核聚變最大能量輸出紀(jì)錄。
EAST更偏向于磁約束實(shí)驗(yàn)，并不實(shí)現(xiàn)核聚變反應(yīng)，這是因?yàn)樵贓AST運(yùn)行過程中，等離子體內(nèi)只有D核素（氘），沒有T核素（氚）。EAST實(shí)驗(yàn)的意義主要在于研究如何長時間穩(wěn)定地約束等離子體，以便為我國參與的ITER項(xiàng)目及CFETR提供實(shí)驗(yàn)支持，維持聚變反應(yīng)、解決材料輻照問題、能量轉(zhuǎn)換、T滯留問題等都不是它的研究重點(diǎn)。我國自己籌建的中國聚變工程實(shí)驗(yàn)堆（CFETR），以實(shí)現(xiàn)聚變能源為目標(biāo)，將研究走向?qū)嵱没梢詮浹a(bǔ)EAST不能發(fā)電等缺點(diǎn)。
另一類是激光核聚變。就在12月13日，美國能源部官員宣布，加州勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室，首次成功在核聚變反應(yīng)中實(shí)現(xiàn)“凈能量增益”，即聚變反應(yīng)產(chǎn)生的能量大于促發(fā)該反應(yīng)的鐳射能量。實(shí)驗(yàn)向目標(biāo)輸入了2.05兆焦耳的能量，產(chǎn)生了3.15兆焦耳的聚變能量輸出，能量增益達(dá)到153%。3.15兆焦耳的能量相當(dāng)于二兩炸藥的爆炸威力。白春禮表示，這是世界上首次激光核聚變點(diǎn)火，是一個里程碑式的工作，引起了科學(xué)界和社會的廣泛關(guān)注。目前激光核聚變具有時間短，發(fā)電效率低等特點(diǎn)，科學(xué)上具有重要意義，可應(yīng)用在一些特殊領(lǐng)域，離商業(yè)發(fā)電還有很長的路要走。此外，2020年，中科院也立項(xiàng)部署了與美國不同技術(shù)路徑的激光核聚變研究工作。