中国成功研发启明星2号，全球首创铅冷快堆破解核废料难题

中国成功研发启明星2号，全球首创铅冷快堆破解核废料难题

中国在核能技术领域取得重大突破，成功研发启明星2号核反应堆。该装置采用先进的铅冷快中子反应堆设计，不仅大幅提升了核燃料利用率，还能有效处理核废料，为全球核能发展提供了新的解决方案。

核能发电的优势与挑战

相比火力、水力、风能以及太阳能等，核能凭借高效、环保清洁等多种优势，成为人类目前已掌握最强大的能源。核能发电的原理是通过铀元素制成核材料，在反应堆设备中发生裂变产生热能，之后转变为蒸汽推动汽轮机带动发电机旋转，最终实现持续发电。

核能发电具有占地面积小、发电效率高、安全性能好等特点，同时不会产生过多的二氧化碳，具备环保清洁的特性。铀元素功能单一，除了发电外别无他用，所以核能燃料市场的供应十分稳定。核燃料与化石燃料相比，能量密度要高出数百万倍，相同质量下核燃料体积更小、运输储存成本更为节约，因此核燃料是目前公认最可靠的发电方式。

但核能发电有个致命缺点——其产生的高低阶放射性废料难以处理。中国目前拥有54个商业核电机组，同时还有24台在建核电机组，核能发电量高居全球第二，每年产生的核废料也高达3500吨。如此巨量的核废料，如果通过水源净化，至少需要213年的长江水才能处理完毕。

截至2021年，全球核废料总库存已达250000吨，平均每年新增10000吨。这些核废料中含有铀、钚和锕系元素等放射性同位素，它们的放射性衰变会长期释放α、β和γ射线等高能辐射。这些辐射如果剂量过高，严重会破坏细胞结构及人体机能，导致急性辐射病和放射病。如果保持长期低剂量辐射，又会造成癌症、遗传突变等风险。

同时核废料对于环境的危害也是十分严重的，如果没有得到适当的控制，它们会渗入地下水、土壤当中，在当地环境不断扩散，对生态、生物系统带来巨大影响。核废料的放射性半衰期最长可达数十万年，将影响人类上百代人。

中国启明星2号：破解核废料处理难题

启明星2号全称为铅基核反应堆零功率装置，由我国中科院与中核院联手合作研制，这是全球首座针对ADS系统研制的“双堆芯”临界装置。启明星2号的核心在于其采用的铅冷快中子反应堆设计，铅作为高效的中子慢化剂，能大幅降低中子速度，使核燃料中的铀更容易发生裂变反应，进而提升核燃料利用率。启明星2号通过这一特性，让自身的核燃料使用率高达95%以上，传统核燃料使用率仅在3%~5%之间，并且它还具备优异的安全性，可谓既高效又稳定。

启明星2号的过人之处不仅限于核废料处理问题上，它针对水处理也有独到之处。启明星2号能通过电解氧化作用净化水体，让有害物质净化为无害物质，相较于传统水处理方法，启明星二号具备能耗低、成本低等优势，更适合家庭、城市污水处理投入使用。

启明星2号的技术对于现在核能发电国来说，具备无比巨大的吸引力。毕竟一旦完全掌握，它不仅能节省发电成本，还能减少放射性物质的排放，解决核废料处理这一世界性难题。在此之前核污染案例在全球各地屡次上演，每一次都对人类社会造成了严重危害。

1986年4月26日，乌克兰切尔诺贝利核电站发生一场前所未有的重大核事故，大量放射性物质被释放到环境空气中。这些放射性物质对人体健康产生了严重影响，癌症、甲状腺疾病和心血管疾病在当地屡见不鲜，截止2016年已经有4000多人因此次核事故引发疾病去世。

切尔诺贝利核事故还导致周边大面积土地变为了无人区，至今无人胆敢踏入，目前仍有4000平方公里以上的土地在遭受严重核污染。核电站事故让乌克兰及周边国经济损失惨重，世界银行统计总损失将超过235亿美元，另外的清理修复费用也将高达150亿美元以上。

其二便是2023年8月24日的日本强行核污水排海行动，日本计划通过30年时间累计排放137万吨核污染水。这些核污水中含有一些氚、碳-14、锶-90、碘-129、锝-99、钴-60等放射性元素，将会对海洋生态系统和生物多样性造成严重损害。

但无论是上世纪的苏联还是现在的日本，他们都在核废料问题处理上束手无策、黔驴技穷。事实上我国启明星2号技术，其定位主要是用于实验获取堆芯核参数实验数据，不存在商业化迹象，所以不会卖给其他国家。自然，它也并不能处理日本的核污水。

核能发电作为未来世界重点发展的领域，中国必须要在这条赛道上掌握自己的优势，而启明星2号就是我们引领全球核能发展的底气与资本，这显然与价码无关。

本文原文来自腾讯新闻