封面新聞記者 邊雪
1964年，彭先覺從哈爾濱軍事工程學院原子工程系畢業，分配至二機部九院理論部從事核武器的理論研究及設計工作。開啟了自己與核相伴的征途。
60年的時光疾馳而過，彭先覺畢業從事核武器研究，再到現在投身核能利用，始終對國家和事業抱有強烈的熱愛。回顧半個多世紀的科技生涯，他認為自己是幸運的：“我衷心希望人類真正的原子能時代早日到來，並願意為此繼續堅持和奮鬥終生。”
彭先覺院士。（封面新聞記者 邊雪 拍攝）
為一個遙遠的目標而奮鬥終生，是彭先覺那一代人內心源源不絕的能量，到底來自哪裡？隔著漫長的半個多世紀，想要試圖理解彭先覺，並非易事，但他對科研的堅定和核能和平發展事業的熱愛，可以在採訪中輕而易舉地捕捉。
綠色能源 “核”力向新
核能是清潔低碳安全高效的能源，不僅可以發電，還可以開展核能綜合利用，是保障國家能源安全與低碳轉型的關鍵能源品種，是推動我國高質量發展的重要力量。
2024年2月，國家發展改革委、國家統計局、國家能源局聯合印發《關於加強綠色電力證書與節能降碳政策銜接 大力促進非化石能源消費的通知》，提出實施可再生能源、核電等非化石能源不納入能源消耗總量和強度調控。
“我認為核能應該成為未來能源的主力，因為它具備清潔、可規模化和永續性等優點。”當被問及未來綠色能源的主力是誰時，彭先覺向封面新聞記者解釋道，核能的能量密度非常高，與化學能相比，它在能量轉換效率上有著顯著的優勢。“核能的使用對環境的影響相對較小，佔用的地球資源也較少，這使得它在解決能源供應和環境氣候問題方面具有獨特的優勢。”
如何比較核能與可再生能源如光伏和風電的經濟性？彭先覺告訴封面新聞記者，在比較核能與光伏、風電等可再生能源的經濟性時，主要考慮的是建造成本、年發電量、執行成本以及設計使用壽命等因素。“以核電站為例，其設計壽命通常為60年，而光伏系統的設計壽命為30年。透過計算，核電站的單位成本發電量遠低於光伏系統。此外，核能還具有熱電聯動的潛力，能進一步提高能源利用效率和降低經濟成本，而光伏和風電則無法實現這一點。”
近10年來，隨著相關技術的發展，核能的安全性有了顯著提升，而可再生能源如光伏和風電則存在間接性問題，需要額外的成本來解決儲能問題。
“核能每年消耗的核燃料非常少，與燃煤電站相比，佔用的地球資源和對環境的影響都相對較小。”彭先覺直言，目前，核能的鈾資源利用率雖然不到1%，但隨著技術進步，如四代堆技術的發展，其資源利用效率有望得到顯著提高。
核聚變研究的現狀：
優勢與挑戰並存
在人類社會發展的漫長曆程中，能源始終是推動文明進步的關鍵因素。被視為人類解決能源問題的“鑰匙”之一的可控核聚變，也被寄予厚望。
聚變能源是否真的取之不盡用之不竭？彭先覺告訴封面新聞記者，雖然傳統觀念認為聚變能源是取之不盡用之不竭的，但實際上並非如此。“例如，純氘系統無法作為能源使用，因為它無法滿足輸出能量遠大於輸入能量的條件。當前的聚變系統都是有限的，聚變能源並非無限制。”
從物質的角度來看，透過聚變獲得無窮無盡的能量這一設想是不成立的。即使我們大膽地提出這個觀點，它也與傳統概念不同。彭先覺告訴封面新聞記者，基於基本理論和現有資料的判斷表明，如果要實現聚變燃燒，需要的能量遠超過系統釋放的能量，因此它不能成為一個能源系統。
目前，聚變研究有自約束和慣性約束兩條主要路線。慣性約束聚變要求驅動器在極短的時間內提供極高的能量，這對技術提出了很高的要求。彭先覺指出，當前，聚變能的應用面臨諸多挑戰，如建造規模大、週期長、成本高，以及實現商業化困難等。“特別是聚變堆的材料，必須能夠承受長期的高能中子輻照，而目前的材料還無法滿足這一要求。”
新型混合堆大有可為
在彭先覺看來，混合堆技術被認為是聚變研究的一個必然方向。在核聚變研究中，混合堆技術的作用是什麼？“它能夠顯著降低聚變功率，減少中子輻照強度，從而解決高溫中子輻照問題。同時，混合堆利用裂變來補償聚變的不足，能夠解決聚變堆的一些主要瓶頸問題，透過聚變和裂變的互補，混合堆技術有望建造出一個具有優良性質的能源系統。”彭先覺說。
混合堆的概念其實早就有人提出，但按照當時的研究方案，混合堆的執行要用10噸以上的鈽，還要進行大量的後處理，與快堆相比，毫無優勢可言。
“我們現在提出的混合堆和過去完全不一樣，是聚變中子源和次臨界能源堆相結合的新型混合堆，我和課題組從2008年開始研究，提出了這種全新概念的次臨界能源堆技術路線。”彭先覺及其科研團隊潛心研究的“Z-箍縮混合堆”專案，將透過核聚變技術，從根本上解決當前裂變反應堆所面臨的諸多挑戰，為人類社會的能源需求提供長達數千年乃至萬年之久的穩定供給。其中，“Z-箍縮混合堆”不僅極大提升核能的安全性，還實現了熱電聯供的高效模式，顯著提高了能量的綜合利用率。
研究表明：這種堆，可以以天然鈾、反應堆乏燃料為核燃料，在聚變中子源驅動下獲得十倍以上的能量增益，可保證氚的有效迴圈，且在核燃料迴圈中可不斷新增貧化鈾及釷，達到不斷燒鈾-238和釷的目的，因而可為人類提供數千年的能源。
這種堆還有的突出優點是：換料時間可延長至五年或更多；核燃料迴圈的後處理簡單、經濟，只需清除部分裂變碎片，不必進行鈾-鈽分離及鈾同位素分離；可實現放能和嬗變自身產生的錒系元素的雙重目標。
彭先覺告訴封面新聞記者，“Z-箍縮混合堆”系統有望作為基荷能源，逐步替代火電等傳統能源形式，並與風能、太陽能等可再生能源形成完美的互補格局，共同引領核能發展的嶄新方向，為核能的可持續發展注入強勁動力。“與其他聚變能源途徑相比，核爆能源有技術相對簡明、造價低廉、利於實施的明顯優勢，最重要的是它能為人類提供能源的時間也最長，所以我認為和平利用核爆炸是可行的，甚至可以說是簡便的。但也有困難，那就是讓人們接受起來不太容易，這也是這一路線實現的最大障礙。”
