2023年国外核领域十大事件

2024-04-09 07:43赵松,许春阳,孙晓飞
国外核新闻 2024年2期
关键词:核燃料五国核能

中核战略规划研究总院与中国核学会联合组织相关专家,对2023 年国外核领域事件进行梳理,根据事件对国际形势、核安全态势以及未来对核工业发展的影响进行筛选,评选出国外核领域十大事件,供参考。

十大事件包括俄美暂停履行《新削减战略武器条约》、美国建成首座兆瓦级核能制氢示范设施、美英澳公布“奥库斯”核潜艇计划、朝鲜全面加强核威慑力量建设、西方五国加强核燃料供应链“去俄化”合作、白俄罗斯恢复部署战术核武器、俄罗斯成功试射“海燕”核动力巡航导弹、美国宣布研制新型B61-13核航弹、日本正式运行全球最大的托卡马克聚变装置,以及美法英等20多个国家联合发布《三倍核能宣言》。

1 俄美暂停履行《新削减战略武器条约》

2月21日,俄罗斯总统普京在发表国情咨文时宣布俄暂停履行与美国签署的《新削减战略武器条约》;6 月1 日,美国宣布暂停与俄罗斯交换战略武器相关信息。《新削减战略武器条约》是美俄间仅存的双边核军控条约,暂停履约将进一步加剧双方战略对抗态势和误判风险。

《新削减战略武器条约》有效期至2026 年2月5日,对美俄两国核武器的部署数量与运载装备数量加以限制,规定两国定期交换和通告武器数量、类型、部署地点等数据,并允许对方进行侵入式现场视察。在美俄关系急剧恶化的背景下,俄罗斯表示“美国想让俄罗斯陷入战略失败,还想核查俄方军事设施,俄方不得不暂停履行条约”;美国则回应“非常遗憾”,指责“俄方不负责任”,并采取对等反制措施。此后,美俄双方对抗态势进一步加剧。10 月18 日,俄罗斯国家杜马以“美国等一些国家拒绝批准协议”为由,提出撤销俄罗斯对《全面禁止核试验条约》(CTBT)的批准;同日,美国内华达试验场首次恢复了地下常规高爆试验(使用烈性炸药进行的大规模爆炸试验,旨在模拟核试验,检测相关仪器设备)。

《新削减战略武器条约》和《全面禁止核试验条约》是国际核军控和不扩散体系的重要组成部分。国际社会普遍认为,美俄作为两个最大的核武器国家,对核军控和裁军负有特殊优先责任。然而,自2019年至今,美(西方)俄已退出《中导条约》《开放天空条约》《欧洲常规武装力量条约》,暂停履行《新削减战略武器条约》,拒不批准《全面禁止核试验条约》,导致国际核军控和不扩散体系完整性和权威性严重退化,激发大国对抗和误判的战略风险,并加剧国际社会对核裁军进程迟缓甚至倒退的不满情绪。

2 美国建成首座兆瓦级核能制氢示范设施

3 月7 日,美国建设的兆瓦级(电功率)低温电解制氢(质子交换膜电解槽)设施在五大湖区九英里峰核电厂正式投入运行。该设施是美国首座兆瓦级核能制氢设施,标志着美国利用核能清洁制氢工业化应用的重要突破。10 月,美国能源部宣布将投资70 亿美元,在本土建设七个区域清洁氢中心,核能制氢成为这一计划的重要组成部分。

此次投运的核能制氢设施是美国能源部和联合能源公司签署的1450万美元联合开发合同的主要内容,旨在展示如何将核电厂用于低成本商业制氢,能源部为此拨款580万美元。该设施由联合能源公司开发,电功率为1.25兆瓦,每天可以生产氢气560 千克。设施采用的质子膜交换电解槽由内尔氢能公司制造。能源部还在支持戴维斯-贝瑟(低温电解制氢)和普雷里岛核电厂(高温电解制氢)建设核能制氢设施。联合能源公司项目进展较快。该公司承诺到2025年投资9 亿美元,用于扩大核能制氢规模,支持美国政府的区域清洁氢气中心建设计划。

近年来,受全球能源危机的影响和“双碳”目标的要求,许多国家调整了能源政策,增加对核能发展的支持,核能清洁制氢也得到世界各国广泛关注。美国、英国和欧盟都制定了氢能路线图,明确核能制氢的重要地位。俄罗斯也将核能制氢作为其氢能路线图的重点环节,日本持续推进高温气冷堆制氢的商业化。美国首座兆瓦级核能制氢设施的运行,为清洁核能与氢能的结合做出了示范,将进一步推动核能在构建清洁、低碳、安全、高效的能源体系中的广泛应用。

3 美英澳公布“奥库斯”核潜艇计划

3 月13 日,美国、英国、澳大利亚联合发布《“奥库斯”(AUKUS)核潜艇路线报告》,基本明确了澳大利亚发展本土核潜艇的方案路线和时间节点;7 月1 日,澳大利亚国防部成立核潜艇局,全面推进“奥库斯”核潜艇计划的实施。

在核潜艇装备建设上,澳大利亚将采取“先买再建”的方案构建一支攻击型核潜艇舰队。澳大利亚将从美国采购3~5艘“弗吉尼亚”级攻击型核潜艇,首艇预计2035年前交付;在本土建造代号为SSN-AUKUS 核潜艇,首艇预计2045年前交付。SSN-AUKUS 基于英国下一代核潜艇设计,纳入美国在推进装置、垂直发射系统、武器装备等方面先进技术,将与“弗吉尼亚”级潜艇具有高度通用性,并开发一种联合作战系统,最大程度地实现三国互操作性。在核动力装置上,美英两国将向澳大利亚SSN-AUKUS潜艇提供完整、焊封,且全寿期不需要换料的核动力装置。此外,美国和英国核潜艇分别从2023年和2026年开始增加在澳大利亚海军基地的访问频次并延长驻留时间,从2027年开始形成“轮流存在”状态。澳大利亚还将投资至少10 亿澳元发展核潜艇基础设施,从而建立起“完全自主”的核潜艇运行、维护、管理的能力,为2035年前服役首艘本国核潜艇做好准备。

水下军事对抗是未来大国军事领域高端竞争的焦点之一。美英澳借助“奥库斯”核潜艇计划开展核潜艇装备共用、技术互通、人员互驻、港口到访等,三国核潜艇将具备高度互操作性,在印太地区加速形成一体化的水下高端作战能力,在大国竞争水下军事力量对抗、对陆地远程打击能力、情报侦查与监测等方面形成明显优势,将严重冲击全球安全稳定态势,加剧地区军备竞赛。

4 朝鲜全面加强核威慑力量建设

3月27日,朝鲜最高领导人金正恩对核武器工作进行了指导,并提出核武器未来发展方向,即“核武器研究所和原子能部门应该为切实贯彻党中央要求‘几何级数’般地增加国家核武器数量的构想,有远见地扩大武器级核材料生产,加快生产强有力的核武器”。据此,朝鲜在2023年大幅提升了核武器装备研发和试验活动的力度和频次。

3 月,朝鲜首次公开展示“火山”-31 战术核弹头;开展了“海啸”无人潜航器(核鱼雷)系统作战演示试验。“火山”-31 可配装KN-23、KN-23B、KN-24型陆基弹道导弹,“箭矢”-1、“箭矢”-2海基巡航导弹等,可实现朝鲜提出的“强化战术核打击效果和火力任务多元化”作战目标;“海啸”系统可隐秘潜航到作战水域,通过水下核爆打击敌方舰船编队,或破坏重要军用港口,是朝鲜实施核打击的新手段。4 月、7 月和12月,朝鲜连续三次成功试射“火星”-18洲际弹道导弹。该弹是朝鲜首款三级固体燃料洲际弹道导弹,可运载多枚核弹头,公路机动发射,射程至少1.2万千米,将成为朝鲜远程战略核打击的主力装备。9月,朝鲜进行了“英雄金建玉”号常规潜艇的下水海试,该艇可携带10枚核导弹,是朝鲜海基核威慑力量的重要组成。11 月,朝鲜成功发射“万里镜”-1号军事侦查卫星,可为其核打击任务提供关键的目标情报数据支撑。

朝鲜加强核威慑力量建设,旨在应对美韩对其国家安全构成的威胁。美韩两国于4 月联合发表《华盛顿宣言》,加大在韩联合军演频次和强度,并多次派遣弹道导弹核潜艇与远程轰炸机等战略装备,不断激化朝鲜半岛紧张局势。作为回应,朝鲜高调展示战术核武器,以及频繁试射导弹、试验新型装备,意图向美韩等敌方势力表明其核武器小型化技术与运载打击能力取得重大进展,震慑敌方的军事冒险行为。

5 西方五国加强核燃料供应链“去俄化”合作

4月16日,在七国集团(G7)部长会议期间,美国、法国、英国、加拿大和日本等五国(简称“西方五国”)发布联合声明,明确将加强核燃料供应链合作,提高核燃料自主供应链韧性,减少西方国家对俄罗斯核工业的依赖。西方五国在国际核燃料市场、产能、技术、资金中占据重要地位,随着合作深化,将进一步控制全球核燃料市场,甚至可能形成垄断地位。

西方五国将成立核燃料产业联盟,主要开展两方面工作。一是整合并加强五国核工业相关的资源和能力,确保自身能源安全。五国将合作加强核燃料供应链的深度和韧性,为在运核电机组提供稳定的核燃料供应,确保未来先进核反应堆燃料供应安全。二是加强五国核燃料供应链的对外出口与合作,削弱俄罗斯在国际核燃料供应市场的控制力。五国将利用相关资源和能力,为第三方核电国家提供俄罗斯相关产品的替代选项,减少其对俄罗斯的依赖。据此,西方五国于12 月5 日在第28 届联合国气候变化大会上宣布,未来三年将投资至少42 亿美元,用于强化铀浓缩和铀转化产能建设,加速构建“去俄化”的核燃料供应链。

西方五国加强核燃料供应链合作,将加快国际核燃料市场的深刻变革。首先,五国将整合核燃料行业的市场、产能、技术、资金,在生产制造、研发创新等方面形成综合竞争优势。在巨大的竞争优势下,五国可进一步控制国际核燃料市场的定价权、议价权,形成行业垄断地位,维护西方在核能领域的霸权地位。其次,五国核燃料产业联盟将与其他核能产业联盟配套,从堆型燃料设计上对核燃料供应链进行控制,形成对其他国家核能供应商的贸易壁垒,进一步增大其他国家通过核燃料供应进入该联盟相关国家市场的难度。

6 白俄罗斯恢复部署战术核武器

5 月25 日,白俄罗斯与俄罗斯签署协议,正式确定在白俄罗斯领土上部署战术核武器。白俄罗斯总统卢卡申科称,愿意加入俄白联盟的国家将获得核武器。俄国防部部长邵伊古表示,俄白两国共同的西部边界正面临急剧升级的威胁,在白俄罗斯重新部署战术核武器旨在对美国及北约国家采取反制措施。

苏联解体后,白俄罗斯向俄罗斯移交了全部核武器。此次恢复部署的战术核武器主要由陆基“伊斯坎德尔”-M 战术弹道导弹系统和苏-25 战机携带和投射。4 月,俄罗斯向白俄罗斯转移了未知数量的“伊斯坎德尔”-M 导弹系统,并培训白俄罗斯作战人员,包括准备、启动导弹系统和发射导弹的操作,以及战术核弹头的使用和维护方法。4月底,装备“伊斯坎德尔”-M导弹系统的白俄罗斯导弹营在常驻部署地点(格里兹洛夫附近)进行了作战训练。7月,白俄罗斯为战术核武器建设了一座特殊地下贮存设施。12月,白俄罗斯宣称苏-25战机已经完成改装升级,可以运载投掷俄罗斯战术核弹。俄白战术核武器运用机制与北约“核共享”类似,由俄罗斯控制核武器使用权,白俄罗斯负责实施具体核作战任务。

2023年,芬兰加入北约,美国加速在北约部署B61-12 核航弹和F-35A 战机,俄白两国面临的常规军事压力和核威胁日益加剧。白俄罗斯恢复部署核武器,意在对冲北约的东扩战略压力和常规军力优势,尤其是震慑波兰等东欧国家的反俄军事行为。

7 俄罗斯成功试射“海燕”核动力巡航导弹

10月5日,俄罗斯总统普京表示,俄已成功进行“海燕”核动力巡航导弹最后一次研制飞行试验,导弹研制工作接近完成,后续将致力于该型装备生产。“海燕”为俄罗斯提供了一种利用高机动性保持战略威慑的打击手段,备受国际关注。

根据西方媒体消息,“海燕”导弹长约9 米,直径约1米,可携带1枚25万~45万吨梯恩梯当量的核弹头,毁伤威力巨大;采用陆基固定或机动平台发射,升空后依靠核动力推进,航程“近乎无限”,可在航程中更改作战任务和飞行路线,对全球范围内的重要目标灵活实施核打击;飞行速度快,达到800~850 千米/小时,并可在50~100米超低空飞行,能利用地形地物有效规避美全球反导系统。“海燕”于2003年开始研发,至少已完成16次试验,计划2025年部署。

近年来,美国不断推进北约东扩,挤压俄罗斯战略空间,削弱俄罗斯发展潜力。俄罗斯愈加重视“三位一体”战略核力量建设发展,近年来优先重点研制装备能够突破美全球反导系统的“海燕”核动力巡航导弹、“先锋”高超声速武器、“萨尔马特”重型洲际弹道导弹、“波塞冬”核动力无人潜航器等新型颠覆性战略武器装备,以形成“非对称”战略优势,维持其大国地位和与美国之间的战略平衡。

8 美国宣布研制新型B61-13核航弹

10 月27 日,美国国防部宣布将与能源部国家核军工管理局共同研发部署新型B61-13核航弹,以应对不断变化的国家安全环境和日益增多的潜在威胁。该弹兼具大当量和高精度双重优势,服役后可大幅增强美空军战略核威慑与打击能力,严重破坏全球战略环境的安全和稳定。

该弹在B61-7 核战斗部的基础上,整合了B61-12 的非核部件和制导尾翼组件,爆炸威力最高可达36 万吨梯恩梯当量,相当于B61-12 的七倍多,对地最大破坏深度预计约75米(硬土),可更有效、可靠地打击对手加深加固的地下军事目标;打击精度约30米,远优于传统非制导型核航弹(精度110~170 米),可大幅提高核爆弹坑覆盖地下目标的概率。2023 年12 月,B61-13项目获得美国国会的授权和拨款。据西方媒体预测,B61-13可能将沿用B61-12的组装生产线,在2026 年前后开始生产和部署约50 枚(B61-12产量将减至约430 枚),未来还可能取代美空军现役B83-1核航弹。

B61 系列核航弹是美国空军核武库中服役时间最长(迄今已达50 多年)的核武器,正在进行全面现代化改造和升级。B61-13作为B61-12的“威力加强版”,可弥补其对地下加固目标毁伤能力的不足,结合B-21 隐身轰炸机的强穿透性,将进一步强化美军战略核威慑与打击能力。此外,美国研制和部署新型核武器,持续提升核武器的国防作用,将进一步打破全球核均衡态势,增加核军备竞赛风险。

9 日本正式运行全球最大的托卡马克聚变装置

12 月1 日,日本和欧盟共同建设的JT-60SA磁约束核聚变实验装置正式投运,成为全球最大的在运托卡马克装置。欧盟能源委员会表示,JT-60SA 是“世界上最先进的托卡马克”,它的启动运行是“人类可控核聚变历史上一个里程碑”。

JT-60SA 位于日本那珂市,高15.5 米,可容纳135 立方米的等离子体,总成本估计5.6 亿欧元,是目前全球已建成、规模最大的核聚变实验装置。JT-60SA 于2013 年开始建造,2020 年完成主体装置建造,2021 年完成纵场磁体测试,2023 年10 月试运行并首次产生等离子体。JT-60SA 是采用磁约束技术路线的托卡马克装置,采用氢同位素进行等离子体控制实验,目标是2025 年前产生2 亿摄氏度等离子体,并利用由28 个超导线圈产生的强磁场控制约100 秒,为在建的国际热核聚变实验堆(ITER)提供运行经验和参数。

除了JT-60SA投入运行之外,2023年全球受控核聚变研究还取得多项重大进展,例如,美国国家点火装置连续3 次复现聚变点火试验的净能量增益,并持续提升增益比率;EAST 托卡马克装置高约束稳态等离子体运行时间再创新高。受益于科学、技术和工程能力的长期积累和持续进步,JT-60SA实验装置等受控核聚变研究持续取得突破,正刺激全球掀起新一轮聚变研发热潮,美国、英国、日本、韩国等多国政府,以及全球核聚变企业纷纷提出建造实验堆和示范堆的规划计划,将加速聚变产业发展和受控核聚变商业化进程。

10 美法英等20余国联合发布《三倍核能宣言》

12 月2 日,美国、法国、英国、瑞典、韩国、阿联酋等22 个国家在第28 届联合国气候变化大会上联合发布《三倍核能宣言》,指出核能对于实现2050 年全球温室气体净零排放和《巴黎协定》1.5摄氏度温升目标具有重要作用,呼吁各国推动核能发展,目标是推动2050 年全球核能装机容量增至2020年的三倍(约11.79亿千瓦)。

在宣言中,联名国家承诺采取十一项行动:一是共同努力,推动2050年前全球核能容量增至三倍,各国根据国情可增减目标值;二是确保核电厂持续安全运行,以及乏燃料得到负责任的长期管理;三是调动核能投资,包括采用新型融资机制;四是呼吁世界银行、国际金融机构和区域发展银行将核能纳入能源贷款政策;五是支持反应堆开发和建设,以及核能多元化应用;六是认识到促进有弹性的供应链(包括燃料供应链)建设对于保障核能发展的重要性;七是认识到现有核电厂延寿的重要性;八是支持接受国际监督的国家发展核能;九是欢迎并鼓励私营部门、非政府组织、开发银行和金融机构做出补充承诺;十是每年在缔约方大会期间审查上述承诺的履行情况;十一是呼吁其他国家加入这一宣言。

宣言由美国、法国、英国、瑞典、韩国、阿联酋(大会主办国)6 个核电国共同发起,包括日本、加拿大、保加利亚、捷克、芬兰、匈牙利、荷兰、罗马尼亚、斯洛伐克、斯洛文尼亚、乌克兰等另外11个核电国,以及波兰、摩尔多瓦、蒙古、加纳和摩洛哥5个无核电国。大会期间,亚美尼亚(核电国)和克罗地亚(无核电国)签署宣言,使联名国家增至24个。

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