1963年10月26日下午。在茨城县东海村的日本原子能研究所，工程师们屏住呼吸，盯着仪器。这是日本首次利用核能发电的动力试验反应堆“JPDR”取得成功的时刻。电力输出12,500千瓦。就在18年前，这个国家被原子弹打败了。这个国家现在控制了原子能并生产电力——这是历史的转折点。
为了纪念这一天，次年10月26日被定为“核能源日”。巧合的是，同一天，1956年10月26日，日本成为国际原子能机构（IAEA）成员。从“破坏”到“创造”。核技术将为人类带来什么？
从那时起，已经过去了 62 年。我们现在处于什么位置？
从核裂变的发现到和平利用
柏林，1938 年 12 月。化学家奥托·哈恩用中子轰击铀时得到了奇怪的结果。比铀轻得多的钡已被生产出来。计算不相加。他给他的前同事、流亡瑞典的物理学家莉斯·迈特纳写了一封信。迈特纳是犹太人，为躲避纳粹迫害而离开德国。
迈特纳和他的侄子奥托·弗里施用液滴模型解释了这一现象。原子核分裂成两个——“核裂变”。每次核裂变释放大约 200 兆电子伏特的能量。这一发现很快就被用于军事用途。曼哈顿计划、广岛、长崎。人类首先使用技术来处理原子核并进行破坏。
1953年12月8日，美国总统艾森豪威尔在联合国大会上发表讲话。 “原子促进和平”。冷战时期，核竞赛愈演愈烈，他呼吁世界和平利用核能。 “这种最大的破坏力可以发展成造福全人类的巨大福祉。”
次年，1954 年 6 月 27 日，世界上第一座商业核电站在苏联奥布宁斯克开始运行。电力输出仅5兆瓦。但这是核能可以和平利用的象征。此时距艾森豪威尔演讲仅六个月。
1963年10月26日，日本也开始走上这条道路。
限制的扩大和暴露
20世纪70年代，世界各地掀起了建设核电站的热潮。在石油危机的背景下，核电被视为“梦想能源”。日本相继建成核电站，到20世纪90年代，核电占到了日本电力供应的三分之一。
然而，技术已经超出了人类的预期。 1979 年的三哩岛事故、1986 年的切尔诺贝利事故和 2011 年的福岛事故。这些事故表明了原子核研究的难度。完美的控制并不存在。这种认识成为下一步技术发展的起点。
探索下一代——2025年技术成熟了吗？
到2025年，核技术进入新阶段。
小型模块化反应堆 (SMR) 的兴起
世界各地正在开发发电量低于30万千瓦的小型核反应堆“SMR”。考虑到常规大型反应堆超过100万千瓦，这在尺寸上是一个显着的减小。它在工厂作为模块制造并在现场组装。它的施工周期更短，被动安全系统使其能够在无需外部电源或人工干预的情况下冷却数天。
值得注意的是，谷歌、亚马逊和 Meta 等科技公司正在投资 SMR。人工智能和数据中心的电力需求正在快速增长。 SMR作为一种稳定的电源，能够满足脱碳和不断增长的电力需求两大需求，备受期待。 BWRX-300由日立通用电气核能公司开发，计划于2028年在加拿大达灵顿核电站完工。
然而，也存在挑战。 NuScale 在美国的一个最初项目因成本问题而被取消。缩小规模并不一定经济。技术发展仍在继续。
核聚变——70年的挑战
核聚变发电利用与太阳相同的原理产生能量。商业发电早在1954年就已经开始，距离1938年发现核裂变已经过去了16年。然而，核聚变甚至到了2025年还没有投入实际应用。
国际热核实验反应堆“ITER”正在法国建设中。这是一个庞大的项目，涉及七个参与者：日本、欧洲、美国、俄罗斯、中国、韩国和印度。原定于2025年开始测试的计划被推迟到2034年，聚变操作将在2035年之后开始。日本负责最难制造的设备，例如超导线圈和分流器。偏滤器上的热负荷与小行星探测器进入大气层时的热负荷相当。
与此同时，私营部门也开始采取行动。全球已有超过53家核聚变初创公司诞生，累计募集投资约1.4万亿日元。仅在2024年7月至2025年7月的一年时间内，新增投资就流入了26亿美元。
美国Helion Energy与微软签署了从2028年开始的供电合同。日本Kyoto Fusioneering筹集了105亿日元，在开发聚变反应堆外围设备方面处于世界领先地位。日本首个私人主导的托卡马克型聚变反应堆名为“FAST 项目”，旨在在 2030 年代展示发电能力。
为什么现在是私有的？正如一家核聚变初创公司的首席执行官所说：“像 ITER 这样的国际项目不可能失败。这就是为什么它的成本更高并减慢开发速度。我们有一种‘快速失败’的心态。”
谨慎和速度。目前还没有人知道哪个是正确答案。
碳中和的背景
气候变化对策正在支持这些技术的发展。日本内阁于2025年2月批准的第七次基本能源计划指出，由于生成式人工智能的普及，数据中心的电力需求将增加。脱碳和电力需求增加。核电作为可以实现这两个目标的选择再次引起人们的关注。
技术会等待用户成熟吗？
1938 年，Lise Meitner 发现了核裂变。 1943年，有人请她帮助开发核武器，但她拒绝了，并说：“我无意与炸弹有任何关系。”她的墓碑上刻着这样的铭文：“一位从未失去人性的物理学家。”
87年过去了。我们不断完善处理原子核的技术。 SMR、核聚变、下一代反应堆。技术正在不断发展。
但问题仍然存在。技术会等待用户成熟吗？答案尚不清楚。未来正在发生。