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核能长久以来与“大国重器”的形象相连,其应用往往与发电机组紧密关联。发电无疑是它被世人熟知的核心功能。除了发电,核能还能做什么?
供暖、供汽、制氢、农产品保鲜、医疗同位素生产……近年来,中国核工业集团有限公司(简称中核集团)统筹推进核能发展与安全生产,加强科技成果转化应用,积极塑造发展新动能,在核技术应用领域培育了一批有市场需求、发展潜力、竞争优势的战略性新兴产业,推动“核技术+”迈向更广、更深的领域。
随着核技术应用产业的快速发展,核技术结合千行百业、聚合创新的引领效应愈发凸显。中核集团表示,当前核能综合利用日益受到行业广泛重视,其发展推动核能由单一电力供应向多领域服务延伸,为保障能源安全、落实碳达峰碳中和战略目标提供了高质量供给。未来,中核集团将聚焦能源安全目标,以核能战略实施为核心,加快探索具有核工业特色的新质生产力发展路径。
从发电到供汽
位于江苏连云港的中核集团田湾核电站,八台核电机组巍然屹立。众多设备中,有一条总长23.36公里的蒸汽管贯穿厂区,将蒸汽源源不断地输送至邻近的石化基地——这便是2024年6月建成投产的我国首个核能生产工业蒸汽项目“和气一号”。
核能如何从“发电”变为“供汽”?这本质上是一场精密的能量“接力赛”。第一棒始于核裂变释放巨大热能,加热一回路中的冷却剂,第二棒冷却剂将热量传递至二回路,使水转化为高温高压的蒸汽。在传统核电站,这股蒸汽往往被冷却回收,“和气一号”开启了第三棒的全新路径——将这些完成发电使命后仍富含热能的蒸汽,经过安全处理后输送给需要高温热源的工厂。
这一转变将过去可能“闲置”的能量化身为宝贵的工业资源。于是这套设备在稳定发电的同时,每年可稳定输送超过400多万吨零碳清洁蒸汽,相当于替代了40万吨标准煤。
工业供汽,安全是生命线。为确保万无一失,“和气一号”构筑了多重防护体系。在核电站本身燃料芯块、包壳、压力容器和安全壳这“四道屏障”的基础上,项目创新性地在二回路蒸汽输出端增设了独立换热器。这套装置如同一个巨型的“安全暖手袋”,只传递热量,隔离物质交换,从物理原理上杜绝可能的放射性风险。同时,管道沿线还配备了实时放射性监测和可在5秒内紧急切断的快速隔离阀,形成纵深防御的安全网络。
作为工业供汽新领域,田湾核电站的“和气一号”率先走在了全国前列。中核集团江苏核电有限公司纪委书记徐跃进介绍,“和气一号”的投运标志着我国核能综合利用在走过单一发电、居民供暖的阶段后,正式迈入到工业供汽新阶段。该项目安全稳定运行以来持续积累实践经验、推动技术突破,为后续其他核电项目开展核能工业供汽提供了重要示范。
在田湾核电站成功实现核能工业供汽后,中核集团正加速推进江苏徐圩核能供热项目建设。作为全球首个将高温气冷堆与压水堆耦合的核动力厂,该项目以“工业供热为主、兼顾发电”为定位,与田湾核电站“供电为主、供汽为辅”形成鲜明互补,标志着核能不再仅仅是强大的电力来源,而是进一步升级为支撑工业绿色转型的“热力引擎”,推动了核能向多元化、综合化方向发展。
这些突破并非终点,在核能综合利用的广阔空间里,中核集团表示将继续探索核能综合利用和多元发展,稳步推进核能制氢等绿色清洁能源项目。
核技术“照”进日常
如果说核能从发电到供暖是顺势之举,那核技术涉足食品、医疗等领域,就是真正的有意跨界。
早在20世纪50年代,美国强生公司就将辐照用于医疗器械灭菌,此后该技术在全球范围内逐渐拓展开,成为一次性医疗用品杀菌的重要方式。20世纪80年代我国启动辐照技术研究,以中核集团为代表的龙头企业积极探索核能综合利用,逐步打造集研发、生产、销售、服务于一体的核技术全产业链。
中核集团所属中国同辐股份有限公司(简称中国同辐)党委委员、纪委书记常立明介绍,现在辐射技术已经是一项成熟的技术广泛应用,比如医疗的辐照灭菌、食品保鲜以及航天设备的耐辐照性能测试等,这些应用充分表明在科学计量与严格防护下,核技术正持续为社会创造价值,造福于民。
在中国同辐苏州中核华东辐照有限公司(简称华东辐照)的辐照车间里,这套原理已经被转化为成熟的工业应用。车间钴-60辐照装置稳定运行,工作人员将产品装入专用容器后,整个流程实现全自动化——货物自动送入辐照室,经过精确设定的辐照时间后自动送出,完成灭菌过程。华东辐照设定的系统对医疗器械、食品等不同产品会匹配相应的辐照参数,确保杀菌效果与产品安全。
使用辐照后的货物是否有残留?加工中如何保证没有货物被遗漏?以国内核技术龙头企业中国同辐为例,该公司旗下华东辐照的车间采用单向流水线设计,货物从固定入口进入、唯一出口离开,走“单行道”,其间装置可以全自动换面换层。同时每批货物辐照前都会贴上辐照计量片,辐照后贴片颜色变红,从而精准确定物品的辐照情况。
“辐照并不神秘,它的基本原理就像我们在太阳下晒被子,利用紫外线杀菌消毒一样。”中国同辐辐照事业部杨哲介绍,只要科学控制剂量,辐射技术就安全可靠,且不会产生化学残留。
目前核技术的应用早已突破单一的灭菌场景。中国同位素与辐射行业协会(以下简称同辐行业协会)秘书长郭丽莉介绍,我国核技术应用产业已形成多层次、多链条协同发展的良好格局,覆盖工业、农业、医学等多个领域。
来自同辐行业协会的资料显示,近10年来中国核技术应用产业增长势头良好:核技术以嵌入式技术形态融入多种工业门类,核探测技术已成为铁路、航空、公路等客货运安检的核心支撑,核技术与现代医学深度融合,在肿瘤诊治、心脑血管疾病诊疗等方面发挥关键作用。此外,核技术还在采矿、新材料开发、等离子体应用、同位素电池等新领域持续推进。
郭丽莉介绍,中核集团作为核技术应用产业发展的压舱石和引领者,持续推动同位素生产、放射性药物、辐照应用及安检设备等关键细分领域的发展。其中最贴近民生的医学领域,从运用同位素制备的试剂替代传统胃镜无创检测,到心脑血管、恶性肿瘤等重大疾病诊治,核技术已经展现出不可替代的作用。
然而,核技术在从规模扩张向质量跃升的发展过程中仍面临诸多挑战。记者从中核集团了解到,该集团正着力构建自主可控的核技术应用体系,以医用同位素关键技术与全链条国产化为抓手,加快构建从基础研究到产业转化的全链条创新体系,推动核技术与新兴领域深度融合。
跨界生长密码
核能+医疗,核能+工业供汽……中核集团正不断拓展核技术综合应用,这些突破并非单一技术的进步,而是政策、技术、人才与机制等多种要素的系统性协同与整体推进的结果。
核能综合利用离不开政策的暖风,“十四五”规划中我国明确提出要积极稳妥开展核能供热等综合利用,《核技术应用产业高质量发展三年行动方案(2024—2026年)》更进一步明确,到2026年产业规模突破4000亿元的目标,力求实现自主创新能力的显著提升,为核能综合利用创造了宽松的发展环境和明确的预期目标。
在政策引领下,系统性科技创新成为核心驱动力。中核集团构建了从顶层设计到成果转化的全方位创新体系:在重点领域关键核心技术攻关方面,该集团以“热堆—快堆—聚变堆”核能“三步走”战略为发展蓝图,部署实施了《核工业基础研究十年行动方案》等一批科技计划。滚动更新关键核心技术“卡点”清单,建立一张卡脖子清单、一张图谱、一份攻关报告。
在先进核能原创技术策源地方面,中核集团从集团层面建立“一本台账”“两个项目库”“三级工作体系”机制,聚焦强化原创技术供给等五大重点任务,布局推进“加强目标导向的基础研究”等11项行动计划。中核集团与清华大学等高校构建“强核心、大协作”协同创新体系,在相关部门支持下稳步打造具有行业引领力的原创技术策源地。
在促进科技成果转化方面,中核集团通过创新内部机制、成立燃料元件产研专项工作组等方式,着力打通从实验室到生产应用的壁垒,构建“科研—生产—运行”回归链条。在人才建设方面,则通过高层次人才托举等计划,将创新力量聚焦重大工程与重点科研任务。
这套创新机制为核技术向医疗、工业、农业等千行百业的“跨界生长”注入了不竭的科技动力。中核集团党组副书记、总经理张涛介绍说,未来核工业的发展将朝着更加绿色低碳的方向发展,创新驱动仍是实现这一目标的核心战略,在此过程中持续推进“热堆—快堆—聚变堆”核能“三步走”技术路线的扎实落地尤为关键。同时核工业也正加速拥抱数字化、智能化浪潮,以更开放的姿态深化跨领域融合,不断拓展产业合作的新空间与新生态。
在近日举行的第二届核技术应用产业链共链行动大会上,相关专家预测,未来几年中国的核技术应用产业总产值的年复合增长率将保持在10%以上,产业发展潜力巨大。“核技术+”的生态也将加速形成,比如核技术+AI应用于智慧核医疗和安检,核技术+新材料辐射改性高分子材料配套新能源产业,核技术+农业辐照育种技术提升作物抗病性等,这些新业态将在“十五五”期间形成规模效应。
张涛表示,未来中核集团将与各方携手持续深化“共链”行动,并以重大产业项目为引领,积极拓展在核能、新能源、核技术应用、科技创新等领域的广泛合作,推动科技成果转化和产业布局,以更高站位、更宽视野、更实举措,为服务国家战略、赋能区域发展、建设现代产业体系贡献更大力量。(2026-1-23)









