1964年，中國工程院院士、中國工程物理研究院研究員彭先覺從哈爾濱軍事工程學院原子工程系畢業，分配至二機部九院理論部從事核武器的理論研究及設計工作。開啟了自己與核相伴的征途。

中國工程院院士、中國工程物理研究院研究員彭先覺。

60年的時光疾馳而過，彭先覺院士畢業從事核武器研究，再到現在投身核能利用，始終對國家和事業抱有強烈的熱愛。回顧半個多世紀的科技生涯，他認為自己是幸運的：“我衷心希望人類真正的原子能時代早日到來，并愿意為此繼續堅持和奮斗終生。”

為一個遙遠的目標而奮斗終生，是彭先覺院士那一代人內心源源不絕的能量，到底來自哪里?隔著漫長的半個多世紀，想要試圖理解彭先覺，并非易事，但他對科研的堅定和核能和平發展事業的熱愛，可以在采訪中輕而易舉地捕捉。

綠色能源 “核”力向新

核能是清潔低碳安全高效的能源，不僅可以發電，還可以開展核能綜合利用，是保障國家能源安全與低碳轉型的關鍵能源品種，是推動我國高質量發展的重要力量。

2024年2月，國家發展改革委、國家統計局、國家能源局聯合印發《關于加強綠色電力證書與節能降碳政策銜接 大力促進非化石能源消費的通知》，提出實施可再生能源、核電等非化石能源不納入能源消耗總量和強度調控。

“我認為核能應該成為未來能源的主力，因為它具備清潔、可規模化和持久性等優點。”當被問及未來綠色能源的主力是誰時，彭先覺院士解釋道，核能的能量密度非常高，與化學能相比，它在能量轉換效率上有著顯著的優勢。“核能的使用對環境的影響相對較小，占用的地球資源也較少，這使得它在解決能源供應和環境氣候問題方面具有獨特的優勢。”

如何比較核能與可再生能源如光伏和風電的經濟性?彭先覺院士表示，在比較核能與光伏、風電等可再生能源的經濟性時，主要考慮的是建造成本、年發電量、運行成本以及設計使用壽命等因素。“以核電站為例，其設計壽命通常為60年，而光伏系統的設計壽命為30年。通過計算，核電站的單位成本發電量遠低于光伏系統。此外，核能還具有熱電聯動的潛力，能進一步提高能源利用效率和降低經濟成本，而光伏和風電則無法實現這一點。”

近10年來，隨著相關技術的發展，核能的安全性有了顯著提升，而可再生能源如光伏和風電則存在間接性問題，需要額外的成本來解決儲能問題。

“核能每年消耗的核燃料非常少，與燃煤電站相比，占用的地球資源和對環境的影響都相對較小。”彭先覺院士直言，目前，核能的鈾資源利用率雖然不到1%，但隨著技術進步，如四代堆技術的發展，其資源利用效率有望得到顯著提高。

核聚變研究的現狀：優勢與挑戰并存

在人類社會發展的漫長歷程中，能源始終是推動文明進步的關鍵因素。被視為人類解決能源問題的“鑰匙”之一的可控核聚變，也被寄予厚望。

聚變能源是否真的取之不盡用之不竭?彭先覺院士表示，雖然傳統觀念認為聚變能源是取之不盡用之不竭的，但實際上并非如此。“例如，純氘系統無法作為能源使用，因為它無法滿足輸出能量遠大于輸入能量的條件。當前的聚變系統都是有限的，聚變能源并非無限制。”

從物質的角度來看，通過聚變獲得無窮無盡的能量這一設想是不成立的。即使我們大膽地提出這個觀點，它也與傳統概念不同。彭先覺院士表示，基于基本理論和現有數據的判斷表明，如果要實現聚變燃燒，需要的能量遠超過系統釋放的能量，因此它不能成為一個能源系統。

目前，聚變研究有自約束和慣性約束兩條主要路線。慣性約束聚變要求驅動器在極短的時間內提供極高的能量，這對技術提出了很高的要求。彭先覺院士指出，當前，聚變能的應用面臨諸多挑戰，如建造規模大、周期長、成本高，以及實現商業化困難等。“特別是聚變堆的材料，必須能夠承受長期的高能中子輻照，而目前的材料還無法滿足這一要求。”

新型混合堆大有可為

在彭先覺院士看來，混合堆技術被認為是聚變研究的一個必然方向。在核聚變研究中，混合堆技術的作用是什么?“它能夠顯著降低聚變功率，減少中子輻照強度，從而解決高溫中子輻照問題。同時，混合堆利用裂變來補償聚變的不足，能夠解決聚變堆的一些主要瓶頸問題，通過聚變和裂變的互補，混合堆技術有望建造出一個具有優良性質的能源系統。”彭先覺院士說。

混合堆的概念其實早就有人提出，但按照當時的研究方案，混合堆的運行要用10噸以上的钚，還要進行大量的后處理，與快堆相比，毫無優勢可言。

“我們現在提出的混合堆和過去完全不一樣，是聚變中子源和次臨界能源堆相結合的新型混合堆，我和課題組從2008年開始研究，提出了這種全新概念的次臨界能源堆技術路線。”彭先覺院士及其科研團隊潛心研究的“Z-箍縮混合堆”項目，將通過核聚變技術，從根本上解決當前裂變反應堆所面臨的諸多挑戰，為人類社會的能源需求提供長達數千年乃至萬年之久的穩定供給。其中，“Z-箍縮混合堆”不僅極大提升核能的安全性，還實現了熱電聯供的高效模式，顯著提高了能量的綜合利用率。

研究表明：這種堆，可以以天然鈾、反應堆乏燃料為核燃料，在聚變中子源驅動下獲得十倍以上的能量增益，可保證氚的有效循環，且在核燃料循環中可不斷添加貧化鈾及釷，達到不斷燒鈾-238和釷的目的，因而可為人類提供數千年的能源。

這種堆還有的突出優點是：換料時間可延長至五年或更多;核燃料循環的后處理簡單、經濟，只需清除部分裂變碎片，不必進行鈾-钚分離及鈾同位素分離;可實現放能和嬗變自身產生的錒系元素的雙重目標。

彭先覺表示，“Z-箍縮混合堆”系統有望作為基荷能源，逐步替代火電等傳統能源形式，并與風能、太陽能等可再生能源形成完美的互補格局，共同引領核能發展的嶄新方向，為核能的可持續發展注入強勁動力。“與其他聚變能源途徑相比，核爆能源有技術相對簡明、造價低廉、利于實施的明顯優勢，最重要的是它能為人類提供能源的時間也最長，所以我認為和平利用核爆炸是可行的，甚至可以說是簡便的。但也有困難，那就是讓人們接受起來不太容易，這也是這一路線實現的最大障礙。”

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