觀察者網：首先請介紹一下鉛鉍零功率反應堆——啟明星Ⅲ號項目概況?
負責人：原子能院是我國唯一的液態金屬冷卻快堆研發中心，一直致力于新型快堆技術的研發。作為第四代核能系統論壇將鉛鉍反應堆列為六種優選堆型之一鉛鉍快堆正逐漸接近工程應用水平。啟明星系列零功率裝置，是中核集團為開發先進反應堆工程技術而自主設計和建造的國內唯一的重要反應堆物理實驗平臺。2005年7月，在原子能院建立了我國首座快熱耦合ADS次臨界反應堆——啟明星I號，2016年12月，在原子能院啟明星II號雙堆芯零功率裝置實現臨界，以啟明星I號和II號為基礎，針對鉛鉍堆技術研發目標，歷時近兩年建成了啟明星III號，并于2019年10月9日實現臨界。
圖自中國核工業集團有限公司網站
觀察者網：什么是鉛鉍零功率反應堆?該型反應堆有什么特點?
負責人：反應堆分類形式多種多樣，按中子能譜分類，可分為熱中子堆、中能中子堆和快中子堆;按冷卻劑類型分類，可分為氣冷快堆、鈉冷快堆和鉛/鉛鉍冷卻快堆。零功率裝置是運行功率極低(最高不超過100瓦)的反應堆，以此獲取的零功率實驗數據如同“標尺”一般，能夠對關鍵核數據、堆芯物理設計方法、反應堆測量技術等的準確性和可靠性進行“標定”。是獲取反應堆最為關鍵的堆芯核參數，驗證基礎核數據和堆芯設計方法，以及開展反應堆運行技術研究的最佳平臺。
觀察者網：鉛鉍零功率反應堆——啟明星Ⅲ號首次實現臨界有哪些重大意義?
負責人：鉛鉍反應堆零功率裝置成功實現臨界后，將開展一系列實驗工作，取得堆芯核參數實驗數據，將直接用于中核集團各型號鉛鉍反應堆工程化設計基礎核數據的宏觀檢驗、堆芯設計與安全分析方法的全面驗證，以及反應堆運行技術的創新研發，為我國在先進反應堆工程技術領域盡早達到世界領先水平做出基礎性和創新型貢獻。啟明星Ⅲ號既設計為百萬千萬級大型電廠，也可以設計為兆瓦級小型模塊化核電源，甚至可以車載、移動同時保證足夠核能供應。
觀察者網：在前期設計和建造階段，鉛鉍零功率反應堆——啟明星Ⅲ號克服了哪些難點?
負責人：在前期設計中，我們從零開始，選取了可靠的設計工具和核數據，進行了充分的驗證確認(V&V)，盡可能地降低了設計偏差和不確定性;采取了對稱緊湊的設計方案，確保實驗結果能夠有效解決工程問題;優化了堆本體布局方案，提高了中子利用率，減少了對核燃料裝載量;采用了多重非能動停堆方式和控制手段，保證了實驗運行的安全性。在建造過程中，我們充分發揮“小核心、大協作”作用，聯合多家高水平單位開展技術攻關，完成了系統部件的精密加工;克服了堆芯緊湊，安裝精度要求極高的困難;充分測試驗證了各項安全控制手段，確保運行安全;針對特殊的中子能譜和空間分布，研發了多種新型中子測量技術，搭建了多套測量系統，確保實驗結果的準確性。
觀察者網：與氣冷快堆、鈉冷快堆相比，鉛鉍冷卻快堆有哪些不同之處?
負責人：鈉冷快堆采用鈉作為冷卻劑的優點是熱導率和比熱容高，中子吸收截面低，不易活化，與結構材料的化學相容性好;氣冷快堆一般采用氦/氦氙作為冷卻劑，部分堆型選擇超臨界二氧化碳作為冷卻劑，其主要優點是熱效率高，物化性質穩定，慢化效應小，可提高潛在增值比;鉛鉍快堆采用低熔點、高沸點的鉛鉍共晶合金作為冷卻劑，相比于氣冷快堆、鈉冷快堆，鉛鉍快堆由于中子經濟性好，嬗變率高，功率密度高，傳熱性能強，熱點轉換效率高，具有更好的安全性，可滿足特殊應用需求。例如，偏遠地區供電，給大型超算中心、深海空間站及其他水下核動力供電等。
觀察者網：在鉛鉍快堆研發領域，其他國家進展如何?中國處于什么位置?
負責人：早在上世紀50年代，前蘇聯就開始研究液態鉛/鉛鉍冷卻快堆，但直到1990年代初，俄羅斯提出了SVBR-75/100設計概念，解密了俄羅斯獨特的鉛鉍共晶體(LBE)反應堆技術，同時，高放廢物分離-嬗變研究中提出加速器驅動的次臨界快堆(多選鉛鉍冷快堆)方案，國際上關于鉛冷快堆的研究工作才廣泛開展，目前俄羅斯、美國、歐盟等國家技術較為成熟。俄羅斯于2007年5月，宣布開發三種堆型(SFR、LFR和VGTR)5個系列(BN-800,BN-1800,SVBR,BREST,GT-MGR)第四代反應堆，顯示出俄羅斯開發新一代核電技術的強大實力和技術儲備。鉛鉍堆的主要代表型號有SVBR-100(發電容量100MWe)、BREST-OD-300(300 MWe)。美國在核動力技術研究應用方面具有豐富經驗，在核動力小型化、自主控制方面卓有成效，與俄羅斯總體水平相當。主要代表堆型SSTAR(10MWe-100MWe)、DLFR(210MWe)。歐洲最早關于LBE和鉛冷卻劑的研究與加速器驅動次臨界潔凈核能系統(ADS)概念的發展相關，建成了許多核設施，而且至今仍在運行。代表堆型ELSY(600MWe)、SEALER(瑞典，3-10MWe)。
近年來，我國有關單位啟動了鉛鉍快堆的技術研發。中核集團長期致力于液態金屬冷卻快堆工程技術研發以及鉛鉍堆基礎技術開發工作，在該領域擁有國內領先的技術基礎和工程實踐，是我國唯一具備完整核燃料循環產業鏈的大型集團。2018年，在國家發展戰略需求牽引下，中核集團瞄準鉛鉍堆在特定應用場景的工程應用，開啟了新一輪鉛鉍堆技術開發工作。
觀察者網：報道稱“鉛鉍堆小型化后可以成為真正的移動電源”，對此如何解讀?目前實現小型鉛鉍堆還存在哪些技術難題?
負責人：由于我國對于鉛鉍快堆研發啟動相對較晚，短期內可能存在一定的技術問題，但我堅信在不久的將來，在大家的共同努力下都會迎刃而解。首先，結構材料在鉛鉍合金中的腐蝕問題。目前原子能院擁有國內首個用于結構材料抗鉛鉍腐蝕沖刷的高性能鉛鉍動態腐蝕試驗回路，正在模擬開展除輻照條件外的堆內運行工況下，結構材料在高溫高流速的鉛鉍合金中的腐蝕沖刷性能以及質量遷移效應等腐蝕機理研究和工程驗證實驗設備研發。其次，關鍵設備研發和制造，所有設備都屬于國內首次加工制造的設備，對設計方和生產廠家要求極高。
觀察者網：如果鉛鉍堆成功小型化后，展望一下未來的應用場景?
負責人：未來將圍繞海島建設、一帶一路倡議以及2025中國制造等國家層面發展需求，在前期研究成果的基礎上，全面進入示范型號建設階段。中核集團將以“十四五”末建成小型固定式鉛鉍堆核電源為首要目標，開展型號設計、建造相關工作，最終實現小型鉛鉍堆應用技術突破，形成型號譜系化開發能力和批量化生產應用能力，為我國在先進反應堆工程技術領域盡早達到世界領先水平做出創新性貢獻。
