《核能安全发展》立足于核能利用与核安全保障的双重需求，构建了安全发展模型，并系统梳理了核电发展趋势、关键科学问题及“双碳”战略背景下的技术路径选择。在此基础上，重点探讨了场外核应急管理中的组织架构、居民撤离机制、洗消系统配置、路网脆弱性评估以及核电周边产业安全发展规划等核心议题，并系统分析了公众治理参与意愿、核电接受度与涉核沟通效果的作用机制。《核能安全发展》既注重前沿理论的建构，又融合仿真模拟、运筹优化与实证调查等多元方法，兼具战略高度与应用深度，为核能安全与可持续发展协同推进提供了科学依据与实践参考。

目录
第1章 绪论 1
1.1 核电发展机遇与挑战分析 1
1.2 相关概念 6
1.3 一般理论概述 10
参考文献 13
第2章 核能安全发展模型 17
2.1 安全发展模型 17
2.2 核电安全发展模型 19
2.3 关键科学问题与研究现状 25
2.4 本章小结 26
参考文献 27
第3章 “双碳”目标下核能发展情景分析 28
3.1 “双碳”目标下核电发展困境 28
3.2 既有解决方案 31
3.3 压水堆与快堆情景分析 35
3.4 基于ADANES的未来核电发展情景分析 39
3.5 本章小结 46
参考文献 46
第4章 未来先进核电技术战略选型 48
4.1 战略选型目标 48
4.2 战略选型模型构建 51
4.3 选型方案 55
4.4 本章小结 61
参考文献 61
第5章 场外核应急组织架构评估问题研究 62
5.1 模型构建 64
5.2 案例分析 64
5.3 结果讨论 68
5.4 本章小结 72
参考文献 72
第6章 烟羽应急计划区居民风险感知与接受度调查 74
6.1 研究方法 75
6.2 样本社会属性特征 78
6.3 核电公众接受度分析 87
6.4 公众安全治理参与意愿分析 98
6.5 核电公众沟通效果分析 101
6.6 风险感知的波浪效应 106
6.7 本章小结 109
参考文献 110
第7章 公众沟通、感知、接受度与核应急治理参与意愿的关系研究 112
7.1 理论基础 112
7.2 研究内容 115
7.3 结论与建议 126
7.4 本章小结 127
参考文献 128
第8章 烟羽应急计划区路网脆弱性评估 131
8.1 路网脆弱性概念及评估方法 131
8.2 路网脆弱性评估 132
8.3 案例分析 139
8.4 本章小结 150
参考文献 150
第9章 场外核应急公众洗消机制优化 152
9.1 洗消设备配置问题研究 152
9.2 公众洗消时间评估研究 161
9.3 洗消站选址与居民指派问题研究 171
9.4 本章小结 194
参考文献 194
第10章 公众应急撤离机制优化 197
10.1 烟羽应急计划区公众撤离模式研究 197
10.2 核应急撤离情景下居民配合意愿影响机制研究 213
10.3 考虑居民动态决策的核应急撤离仿真研究 227
10.4 本章小结 244
参考文献 244
第11章 核电站周边区域产业安全发展规划 250
11.1 核电站周边区域产业发展利弊分析 250
11.2 核电周边旅游业安全发展模型 260
11.3 案例分析 266
11.4 本章小结 271

第1章 绪论
　　核能，又称原子能，是通过核反应从原子核中释放出来的能量。核能的产生有两种方式，一是重元素的原子核分裂成若干部分，同时释放能量，称为裂变能；二是轻元素的原子核融合为一个较重的原子核，同时释放能量，称为聚变能。目前可控可利用的聚变能还在研究过程中，故通常所说的核能指的是核裂变能，它已经有了较为广泛的应用，如核能发电、核能供热、核能淡化海水等。本书中的核能，如果没有特殊说明，指的是核裂变能。
　　本章将介绍核电发展机遇与挑战、核安全与核应急管理相关概念等内容。
　　1.1 核电发展机遇与挑战分析
　　1.1.1 核电现状与发展趋势
　　1.核电规模及其发展趋势
　　截至2026年3月底，中国运行核电机组共60台（不含台湾地区数据），装机容量为6377.474万千瓦[1]。截至2026年5月，全球在运核电装机容量为40068万千瓦，全球在建核电机组79台，总装机容量为8010.2万千瓦，其中，我国在建核电机组39台[2]。2016～2018年，我国连续三年核准核电机组数为0，之后我国每年核准核电机组数开始上升。2019年至2021年，共计核准15台核电机组，在我国积极安全有序发展核电的总体方针下，未来十年我国核电将继续高速发展，2022年和2023年分别核准10台核电机组[3，4]。预计到2030年核电商运装机容量达到1.2亿千瓦，核电发电量约占全国总发电量的8%[5]。预计在2035年，核电发电量占全社会用电量的比例为10%左右，在2060年，核电发电量占全社会用电量的比例为20%左右[6]，与当前经济合作与发展组织（Organization for Economic Co-operation and Development，OECD）国家的平均水平相当。到2050年，我国核电装机容量有望达到1446吉瓦[7]。为实现该目标，并保持发展节奏的稳定，2020～2050年每年保持新开工6台至7台核电机组。到2060年，我国水风光核发电量占比达到85%以上，核电装机容量约为3.4亿千瓦[8]。
　　2.技术创新发展趋势
　　1）第二代、三代和四代核电技术发展
　　以“华龙一号”“国和一号”的成功研发为标志，我国核电技术实现了由第二代向第三代的历史性跨越。“华龙一号”核电技术是在我国核电30年的设计、建造和运行经验基础上，充分汲取日本福岛核事故的经验反馈，借鉴国际压水堆核电技术先进理念，研发出的满足国际*新安全要求的具有自主知识产权的压水堆核电技术。2015年，“华龙一号”示范工程福清核电5、6号机组及防城港核电3、4号机组开工建设。2021年1月30日，“华龙一号”全球*堆—福清核电站5号机组投入商业运行。“国和一号”是在引进、消化、吸收非能动压水堆AP1000核电技术的基础上，通过再创新开发出的具有*立自主知识产权、功率更大的非能动大型先进压水堆核电型号，是国家科技重大专项自主创新的标志性成果，其示范工程已在山东荣成开工建设。
　　2）快堆研发与进展
　　我国在先进核能技术研发方面也取得重要突破。2023年12月6日，我国自主研发建设的具备第四代技术特征的高温气冷堆核电站示范工程已经完成并网发电。中国示范快堆1、2号机组于2017年、2020年先后开工建设，将为使用铀钚混合氧化物燃料（mixed oxide fuel，MOX）的钠冷商业快堆的发展奠定基础。陆上小型压水堆及海洋核动力平台的研发持续开展，多功能模块化小型堆“玲龙一号”示范工程获得核准。液态燃料钍基熔盐实验堆工程建设正在稳步推进，铅基快堆等研发取得重要进展。
　　3）加速器驱动先进核能系统
　　加速器驱动先进核能系统（accelerator driven advanced nuclear energy system，ADANES）[9]预计将铀资源的利用率由不到1%提高到超过95%，核废料的放射性寿命由数十万年缩短到约500年。该系统可有效解决传统加速器驱动次临界系统（accelerator driven sub-critical system，ADS）在处理核废料问题中存在的技术难度大、经济性不足和易产生大量次级放射性污染等难题。ADANES具有自主知识产权，从概念、原理和方法上均有较大的创新，通过对现有乏燃料的处理和与传统技术的有效衔接，实现核裂变能的升级换代。
　　截至2023年底，ADANES燃烧器关键技术取得突破。其中，ADS超导直线加速器样机在国际上*次实现10毫安连续波质子束运行；中国科学院近代物理研究所科学家提出了颗粒流散裂靶概念并建成原理样机；次临界堆装置关键技术取得突破，零功率装置“启明星Ⅱ号”已成功实现*次临界；国家重大科技基础设施项目支持建设原理验证装置—加速器驱动嬗变研究装置（China initiative accelerator driven system，CiADS）。
　　1.1.2 发展机遇
　　碳中和目标的提出不仅能够引领全球经济技术变革，使各方更有信心面对气候变化，同时碳中和目标的提出也为核电的发展提供了积极的政策空间。2025年我国非化石能源占一次能源消费总量比重达到20%，2030年占比预计达到25%。为充分发挥核电促进碳达峰碳中和目标实现的作用，政府工作报告中明确指出在确保安全的前提下支持积极有序地发展核电，保证稳定年开工量，有利于实现核电与国家能源结构的配套[10]。碳中和目标的提出为核能发展带来了四个重要的机遇。
　　（1）低碳电力需求的增长为核能发展提供需求空间。在我国全社会用电量中，全行业用电量占比远高于居民生活用电量。“十四五”及中长期经济增长与电气化水平的不断提高积极拉动电力需求持续增长。在居民用电方面，由于电力基础设施不断完善，配网和农网在进行改造升级，居民用电量处于平稳增长的趋势。碳中和目标提出后，我国能源系统绿色低碳转型日益加快，电力取代石油、煤炭等化石燃料作为终端用能的趋势日益明显，非化石能源电力比重的不断提升为核能的发展提供了广阔的需求空间。
　　（2）核能发电为电网的安全稳定运行提供有效保障。太阳能、风能等可再生能源的不稳定、间歇性、分散性等属性，造成生产、输送、储能等环节存在诸多技术难题，在传统火电逐步退坡的趋势下，我国迫切需要稳定的基荷电力补位发展。另外，能源转型需要考虑的重点问题是电力系统的成本，这并不是某一种能源品种在经济上替代另一种能源即可实现的简单问题。核能技术成熟、运行稳定、负荷因子高、经济性好，是目前唯一可以大规模替代煤为电网提供稳定可靠电力的能源。
　　（3）核能是统筹推进生态保护和经济发展的可靠手段。在推动碳中和目标实现的过程中存在着局部地区电力供应不足、影响人民生产生活、影响区域经济发展的问题。2020年下半年，受到冬季取暖及工厂用电的影响，用电量急剧上升，煤炭国**应量和国际进口量大幅下降。由于南方冬季枯水期发电量不足等因素影响，湖南、浙江、江西等省份出现电力短缺、拉闸限电等情况。在此情形下，如果布局在湖南桃花江等地的内陆核电机组能建成投运，便可极大地缓解华中等地区用电紧缺的情况。为保障并满足人民日益增长的美好生活需要，大力发展核能并加快内陆核电的建设，优化国土空间开发保护格局，推进“四个革命一个合作”（即能源消费革命、能源供给革命、能源技术革命、能源体制革命和全方位加强国际合作）的能源战略，保障区域经济持续健康发展具有重大意义。
　　（4）全球绿色低碳发展的潮流为核能“走出去”提供契机。随着我国碳中和目标的提出，国际上正在掀起新一轮的绿色低碳发展热潮。目前，全球已有几十个国家提出了碳中和目标和愿景。我国的核电产业链齐全，具有竞争优势。随着人类命运共同体的号召以及“一带一路”倡议的稳步推进，正是大力推动我国核电“走出去”、构建对外合作新格局的战略机遇期[11]。
　　1.1.3 发展面临的挑战
　　1.铀资源承载力
　　铀资源是发展核电的基本物质基础，核电的发展受铀资源供应的影响，铀资源能否稳定将直接影响核电发展的规模、战略。第三代核电技术的铀燃料利用率低下，全球铀矿资源不足以支撑全球核电更大规模发展。以压水堆+一次通过方案为例，其铀资源利用率在1%以下，“铀钚复用”部分闭式循环系统可将燃料利用率提高到约2%～3%[12]，目前探明的铀资源储量，据估算可供应时间在百年量级。
　　我国铀资源的储量和产量与发展核电所需的铀资源量之间还存在较大缺口。根据国家核安全局（National Nuclear Safety Administration，NNSA）按照2035年在运压水堆规模达到1.5亿千瓦预测，我国天然铀需求量将达到3万吨，对外依存度进一步提升。并且，据世界核协会（World Nuclear Association，WNA）统计，截至2021年12月31日，全球已查明可靠铀矿资源总量为791.75万吨，中国铀资源储量仅占全世界总量的3.09%[13]。我国探明的铀资源量和铀产量远远不能满足核电发展的需求，绝大部分资源要依赖国外[14]。
　　2.环境友好性
　　核能产业的全过程可以主要概括为核燃料循环和核电站建造这两条产业链。核燃料循环包括铀的开采、加工、提纯、化学转化、同位素浓缩、燃料元件制造、燃料元件在反应堆中使用、乏燃料后处理、放射性废物处理与处置等过程。对于核燃料循环中的单个核设施来说，会有两个突出的问题：一是核燃料循环末端的放射性废物处理，二是运输导致的公众接受性问题。核燃料循环涉及多个环节，每个环节对厂址的要求不一致，如采矿厂必须位于铀矿附近，燃料元件制造厂需要工业用水用电，核电站选址不能离城市太远，对放射性废物处置点也有特殊的地质要求，这就使得各个核设施之间有一定的距离。因此，必然会涉及运输带有放射性的原料、半成品、燃料和废物的问题。
　　乏燃料处理问题依然是世界难题，难以支撑核电清洁性。尽管国际上核燃料循环分为闭式核燃料循环和一次通过式核燃料循环两种技术路线，但事实上绝大多数乏燃料处于暂存状态，并没有采用这两种处理方式。2022年1月，国际原子能机构（International Atomic Energy Agency，IAEA）指出，1954年至2016年，全球核电厂共产生约39万吨乏燃料，其中仅有1/3接受了后处理，其余2/3暂存在在堆水池和离堆贮存设施。截至2020年底，我国已累计产生乏燃料8718吨，年产量达1298 吨，且年产量呈现高速增长趋势，按照新建核电机组装机容量年均产生21 吨/吉瓦乏燃料来估算，2060年，预计我国核电装机容量达3.4亿千瓦，将每年新增7140吨乏燃料。结合关键年份核电装机规模数据，可以计算出我国核电行业年新增乏燃料量与累计乏燃料量。
　　若我国至2060年仅发展常规第三代核电，乏燃料累计量将直线飙升，且增速将越来越快，给我国乏燃料储存与乏燃料后处理带来了巨大的挑战，并将限制我国核电可持续发展。
　　截至2016年，全世界掌握了后处理技术的有9个国家[15]：法国、俄罗斯、英国、印度、日本、美国、比利时、德国和中国，其中拥有后处理厂的国家更少。2010年，国际核能合作框架（International Framework of Nuclear Energy Cooperation，IFNEC）在其使命声明中指出，各伙伴国之间合作，确保通过高效、安全、可靠以及有助于核不扩散和核安保的方式，推广核能的和平利用，实施核燃料循环策略，实现放射性废物*小化，防止核扩散。2025年4月，我国正在开展商用后处理厂的论证，高放废物深地处置研究已进入地下实验室的建设阶段。
　　在核电站建造方面，核电厂的建设会对环境产生影响，主要包括放射性物质释放、热污染和栖息地破坏等。**，放射性物质带来的影响，核电厂在运行和退役阶段都会产生放射性废物。这些废物包括乏核燃料、受污染的设备和其他可能释放辐射的材料。不受控制的释放或泄漏会导致空气、水和土壤受