2002年版路线图

为实现上述目标，使第四代核能系统在2030年后投入使用（见图1-2），2002年版技术路线图中确定并规划了要求的研发工作和相关时间节点。该路线图是100多位国际专家历经两年的努力共同编制而成，旨在筛选出最有开发前景的核能系统。2002年，第四代核能系统国际论坛从近100种设计概念中筛选出下述六种系统作为第四代核能系统：

•     气冷快堆（GFR）；

•     铅冷快堆（LFR）；

•     熔盐反应堆（MSR）；

•     钠冷快堆（SFR）；

•     超临界水冷堆（SCWR）；

•     超高温气冷堆（VHTR）。

图1-2  2002年版路线图（左）和2014年路线图（修订版）确定的系统开发进程比较

图1-2  2002年版路线图（左）和2014年路线图（修订版）确定的系统开发进程比较（续）

目前，第四代核能系统中的钠冷快堆、超高温气冷堆、超临界水冷堆和气冷快堆已经作了系统安排，其余两个系统（铅冷快堆和熔盐反应堆）已经签署谅解备忘录。参与系统安排及截至2014年1月签署谅解备忘录的国家，见图1-3。

图1-3  GIF系统安排及至2014年1月签署谅解备忘录的国家

修订版技术路线图的目标

修订原技术路线图的主旨是，编制一份高水准的报告，总结过去十年取得的成果，规划未来十年研发步骤，对最近三到五年内的具体研发活动作出安排。值得一提的是，修订后的技术路线图还深入探讨了未来十年可能遇到的挑战及将通过GIF开展的活动和完成的项目。文中提到近期应当考虑的问题是：

•     有待解决的新技术或经改善后出现的技术问题；

•     应当在GIF内开展研发合作的新概念及GIF在原选定六种核能系统中所应继续开展的工作；

•     福岛第一核电站事故对第四代核能系统开发目标和安全性目标所产生的影响；

•     在最近期10年内，进一步的研发及原型堆/技术示范需求，包括经济评估。

福岛第一核电站事故的教训对GIF工作的影响

发生于2011年3月11日福岛第一核电站事故，系日本东部发生里氏9级特大地震的结果。这次地震是日本有史以来所记录到的最大地震。震后接连发生的海啸（据估计，海浪高度超过了14米）使该核电站遭受重创。地震引起的海啸使电站大范围遭洪水侵害，导致从太平洋最终热阱向电站提供冷却水的应急柴油发电机和水泵出现故障。

所有依靠电力来保护1号、2号和3号机组堆芯燃料的安全系统全都停止工作。事故发生后，其它不要求电力来维持工作的系统，仅短时间发挥了作用，随后，也停止了工作。1号、2号和3号机组堆芯失去冷却后，燃料出现了严重的损毁。估计在海啸侵袭电站厂址数小时后，1号机组的堆芯开始出现熔融。接着，3号机组于3月13日失去冷却；2号机组也于3月14日发生冷却剂丧失事故。

对福岛第一核电站受损的三座反应堆的数据收集、事故及其后果的全面分析尚待时日。各国的核监管机构和国际组织，主要是国际原子能组织（IAEA）和经济合作与发展组织核能机构（NEA），正在努力工作，以从此次事故中吸取经验教训。

这次事故的经验教训涉及核电站对极端自然灾害、人为事件以及二者结合事件的响应能力；长时间丧失电力供应和最终热阱引发的安全系统失去作用及严重事故的管理系统；堆芯和乏燃料池失冷及压力容器完整性被破坏。这些经验教训，不仅对在役机组适用，也可供新反应堆的设计和燃料循环设施借鉴。

福岛第一核电站事故表明，长时间可靠的余热排出是非常必要的；在发生严重事故的情况下，应避免出现大量的放射性在厂外释放。相较于先进轻水反应堆，第四代核能系统有一系列其它问题尚待详细分析。主要问题是：

•     多数第四代核能系统的设计采用非水冷却；

•     更高的工作温度；

•     更高的反应堆功率密度；

•     在某些情况下，燃料循环或化工设施靠近反应堆或与其集成。

第四代核能系统实现安全目标的能力，必须得到验证。只有满足第四代核能系统安全性和可靠性目标中所确定各项严格要求的核能系统，才能可获得批准。本报告还考虑了福岛第一核电站事故所吸取经验教训的落实。

（节选部分内容-第四代核能系统技术路线图（修订版） 2014年1月）