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一、戰略方向

    1.核能資源勘探開發利用。重點在深部鈾資源勘探開發理論、新一代高效智能化地浸采鈾，以及非常規鈾資源（主要包括黑色巖系型及海水中的鈾資源等）開發利用等方面開展研發與攻關。

    2.先進核燃料元件。重點在自主先進壓水堆核燃料元件示范及推廣應用、更高安全性及可靠性和經濟性的壓水堆燃料元件自主開發、先進燃料技術體系完善，以及智能制造在核燃料設計制造領域應用等方面開展研發與攻關。

    3.新一代反應堆。重點在快堆及先進模塊化小型堆示范工程建設、先進核燃料循環系統構建、超高溫氣冷堆關鍵技術裝備及配套用熱工藝，以及新一代反應堆的基礎理論和關鍵技術等方面開展研發與攻關。

    4.聚變堆。重點在ITER的設計和建造、堆芯物理和聚變堆工程技術、聚變工程技術試驗平臺（FETP）自主設計建造，以及大型托卡馬克聚變堆裝置設計、建造和運行等方面開展研發與攻關。

先進核能技術創新路線圖

二、創新目標

    1.2020年目標。在核能資源勘探開發利用方面，創新深部鈾成礦理論，實用性綜合勘查深度達到1500米。實現埋深800米以內的可地浸砂巖鈾資源經濟開發利用，建成千噸級數字化、自動化的地浸采鈾示范工程。黑色巖系型等低品位鈾資源鈾浸出率達超過80%。獲得先進的鹽湖、海水提鈾功能材料，完成提鈾放大工藝優化設計及配套裝置加工。在先進核燃料元件方面，實現自主先進核燃料元件的應用；事故容錯燃料元件（ATF）、環形燃料元件初步具備輻照考驗條件；研制MOX燃料示范快堆考驗組件并完成輻照考驗。在反應堆技術方面，突破自主第三代超大型壓水堆關鍵技術；示范快堆開工建設；完成超高溫氣冷堆在950℃高溫運行及核能制氫的可行性論證，建設高溫氣冷堆700℃工藝熱示范工程；建成先進模塊化小型堆示范工程（含海上核動力平臺）。熔鹽堆、行波堆、聚裂變混合堆等先進堆型關鍵材料及部分技術取得重要突破；等聚變堆離子體的參數和品質獲得提高，為設計建造聚變工程技術試驗平臺（FETP）奠定基礎。

    2.2030年目標。在核能資源勘探開發利用方面，形成國際領先的深部鈾成礦理論體系及技術體系；實現深度1000米以內的可地浸砂巖智能化、綠色化經濟開發利用；建成黑色巖系型等低品位鈾資源綜合回收示范工程，建成鹽湖、海水連續提鈾試驗裝置并獲得技術經濟評價參數。先進核燃料元件，具備國際領先核燃料研發設計能力，事故容錯燃料先導棒/先導組件實現商用堆輻照考驗，初步實現環形元件在壓水堆核電站商業運行；MOX組件批量化生產管理技術達到國際先進水平，快堆金屬元件具備規模化應用條件。在反應堆技術方面，第三代壓水堆技術全面處于國際領先水平，實現系列化發展；突破100KW級商用增殖快堆電站關鍵技術，實現商業后處理廠-MOX元件-商業快堆閉路循環；建設完成950℃超高溫氣冷堆及高溫熱應用商業化工程；先進模塊化小型堆實現標準化、規模化建設；熔鹽堆等先進堆型關鍵設備材料取得重大突破，具備建設示范工程條件。聚變工程技術試驗平臺（FETP）成功運行，掌握聚變堆芯燃燒等離子體的實驗、運行和控制技術。

    3.2050年展望。完全掌握鈾資源成礦理論，深部鈾資源、非常規鈾資源開發具備規模化經濟開采能力，能保障核能長久發展。核燃料自主設計能力進入世界先進水平，智能制造、柔性制造等先進技術廣泛應用。四代核能系統全面實現“可持續性、安全性、經濟性和核不擴散”的要求，核能在供熱、化工、制氫、冶金等方面具備規模建設條件。建設100萬KW量級聚變原型電站，實現核聚變能源商用化應用。

三、創新行動

    1.深部鈾成礦理論創新與一體化鈾資源探測技術與裝備。探索熱液型鈾多金屬成礦帶成礦體系、砂巖型鈾礦超常富集機理及多能源礦產間作用關系、非常規鈾資源富集模式與規律、納米地學、鈾成礦模擬試驗，以及鈾礦地質大數據規律等。研究大探深、高精度地面及井中地球物理勘查技術，以及高效鉆進技術、納米測試技術、基于互聯網的綜合分析評價技術、智能化預測技術；研制鈾多金屬勘查新型放射性儀器。

    2.地浸采鈾高效鉆進與成井技術。研發專用地浸鉆孔鉆進設備，采鈾工藝鉆孔結構，基于隨鉆測斜、定向鉆進的高效安全鉆孔成井技術、地浸井場快速開拓和布置技術；研究復雜難浸鈾資源地浸高效浸出技術；開展綠色、智能地浸采鈾技術研究，建設數字化、綠色地浸礦山。

    3.黑色巖系型、磷塊巖型的低品位鈾資源開發技術及鹽湖、海水提鈾技術。研發工藝礦物學特征，選礦試劑合成、礦物分選工藝和選礦技術，鈾高效浸出工藝及浸出裝置、分離方法、產品制備及工藝廢水處理技術，進行工業試驗示范；研發鹽湖和海水提鈾裝置、實驗室平臺，突破高性能提鈾材料及功能材料提鈾性能，建立國家級開放性的海水提鈾方法測試平臺，研究海水提鈾與海水淡化耦合技術、鈾酰化學技術。

    4.先進自主壓水堆元件。推進自主先進鋯合金包殼核燃料元件技術攻關和產業化應用。研發事故容錯元件（ATF）高鈾密度或摻雜燃料芯塊，先進金屬、新型復合的新型包殼材料；完善適用于ATF元件包殼堆內輻照考驗及輻照后檢查技術，研究燃料制備和性能評價關鍵技術。研究壓水堆環形燃料堆芯和組件設計技術，開展環形燃料組件堆外熱工水力等驗證、小組件試驗堆內輻照考驗和先導組件商用堆內輻照考驗。

    5.快堆及燃料元件設計與工程化技術。完善快堆法規、標準體系，突破大型商用快堆的熱工水力、非能動事故余熱排出等關鍵技術，形成快堆電站自主化的軟件及設計集成技術，實現設備自主化；突破快堆MOX組件芯塊設計與成型工藝技術，高性能結構材料，組件制造工程化技術，掌握快堆MOX換料運行技術。突破大增殖比的（U、Pu）Zr金屬元件及添加MA的金屬燃料關鍵技術。

    6.超高溫氣冷堆關鍵技術及高溫熱工程應用技術。攻關950℃超高溫氣冷堆關鍵技術，開展安全與事故分析、堆內構件材料及結構分析等。開發基于HTR-PM現有堆芯設計的氣-氣中間換熱器，提供700℃的工藝熱生產煤氣、油品和焦炭。

    7.先進小型堆關鍵技術及工程化。針對陸上模塊式小型堆，突破關鍵設備、模塊化建造技術、運行技術及安全審查技術，完善法規標準。針對海上核動力平臺，開展工程設計、設備制造、工廠化總體建造和海上運行調試技術研究，建設示范工程，完善法規標準。開展大功率空間核反應堆電源技術研究，突破設計、關鍵材料、裝備、運行技術等。

    8.釷基熔鹽堆基礎理論與關鍵技術。建立完善的研究平臺體系，研究關鍵基礎理論和關鍵工藝技術，突破熔鹽制備技術、高溫材料腐蝕機理及控制技術、回路技術、反應堆運行控制技術，探索釷-鈾循環在線后處理技術，建成2MW釷基熔鹽實驗堆。

    9.聚變物理研究。完善等離子體診斷、控制、加熱、加料等手段，研究先進托卡馬克等離子體實驗，實現高比壓、高約束的等離子體實驗運行，提升對聚變等離子體的認識水平和控制能力，設計建造聚變工程技術試驗平臺（FETP）。