自從1954年蘇聯建成了世界第一座核電站以來，人類和平利用核能已經長達61年了。在這半個多世紀的時間里，核電技術經歷了3次飛躍，共形成了4代技術，每一代核電站在經濟性、安全性和高效性方面都取得了更大的突破。那么，從第一代到第四代核電站在技術上都有哪些改進呢?

美國1957年建成的希平港核電站的反應堆容器，該核電站已于1982年退役

    中子敲開核電大門

    核能利用的起源可以追溯到80多年前。1932年，英國物理學家詹姆斯·查德威克進行了一系列實驗發現，原子核的組成部分除了有之前已知的帶正電的質子和帶負電的電子，還存在一種不帶電的中子，使科學界更加全面地認識了原子核的構造和特性。原子彈和核電站所利用的核反應就是由中子觸發的。查德威克的這一發現，如同一把開啟原子核之門的鑰匙，成為核能利用的開端，他也因此獲得了1935年的諾貝爾物理學獎。

奧地利裔瑞典科學家麗絲·邁特納(Lise Meitner)(圖左)于1939年4月提出核裂變概念

    在這一基礎上，后來的科學家進一步發現，用游離的中子撞擊鈾等重元素的原子核，會使該原子核一分為二，同時放出比同等水平的化學反應大幾百萬倍以上的恐怖能量，這就是原子彈和核電站的工作原理——核裂變反應。

發生事故半個月后的美國三哩島核電站

 

    第一代證明核能發電可行

    盡管世界上第一顆原子彈1945年就在美國誕生了，但它這種瞬間釋放全部能量的反應模式無異于“一錘子買賣”，只是為破壞而生的一介莽夫，用來造福生產生活還是有很大距離的。直到1954年6月27日，蘇聯終于建成了由石墨水冷反應堆構成、發電功率為5兆瓦(1兆瓦=1000千瓦=0.1萬千瓦)的世界第一座核電站——奧布涅斯克實驗性核電站。很快，英國在1956年建成了45兆瓦的卡德豪爾石墨氣冷堆原型核電站;美國緊跟著于1957年建成60兆瓦的希平港壓水堆原型核電站，1960年又建成德累斯頓沸水堆原型核電站;1962年加拿大又建成25兆瓦的重水堆核電站……雖然當時它們的發電功率僅僅相當于同期火力發電機組的零頭，屬于原型機組，但它們實現了溫和而可持續的可控核裂變，驗證了核能發電在技術上是可行的。
    根據燃料形式、冷卻劑種類等因素的不同，核電站反應堆的類型多種多樣，作為一般讀者，我們無需理解這些“高冷”名詞背后的技術含義，只要知道這些實驗性和原型核電站都屬于第一代核電站就妥了。如今，第一代核電站由于技術落后、年代已久、發電量低、安全性和經濟性差等先天不足，基本已經退出歷史舞臺。

英國1956年10月建成的卡德豪爾石墨氣冷堆原型核電站，是世界第一座投入商業化運行的核電站

 

    第二代成為商用主力

    到了上世紀60年代中后期，核電技術的迅速進步，使得核電站走上系列化、標準化、商業化建設和運行的大道。上世紀70年代爆發的兩次石油危機，更是讓核電建設如雨后春筍般發展壯大。1966～1980年間，全球共有242臺核電機組投入運行，最快的時候平均每17天就有一座核電站并網發電。在這段井噴式發展時期誕生的核電站，采用的都是第二代核電技術，其單一核電機組的發電能力大幅提升達到千兆瓦級，是原型機組的上百倍。可以說，第二代核電站在技術可行的基礎上，又進一步證明了核能發電的商業可行性。
    時至今日，在全球430多臺現役核電機組中，絕大多數仍然來自第二代核電站，但它們中的大部分已經步入“中老年”階段。我國主要的第二代核電站，有大亞灣核電站、秦山核電站和田灣核電站等。

俄羅斯新西伯利亞化學濃縮工廠工作人員進行核反應堆燃料組裝