核能是一种成熟的低碳技术，它今后的发展趋势是提高安全水平和功率，以利于规模经济开发。日益增长的全球能源需求、气候变化问题、日益枯竭的石油天然气储备以及化石燃料供应的不确定性，促使核能应用不断扩大。截至2015年10月，全球共有441台在运核电机组，总净装机容量约为381.6GWe；65台在建机组，总装机容量约为62.4GWe。虽然2011年福岛核事故对全球核能发展产生了一定的影响，但世界核电事业在注重安全的基础上依然稳步发展，并将在相当长时间内继续保持增长态势。
近年来，国际上主要开展了第三代及第四代核电技术研究。第三代核电技术日趋成熟，在经济性与安全性方面有很大改进，并逐渐成为世界新建核电机组的主流。同时，为了更彻底地解决经济性、安全性、废物处理、防止核扩散以及提高燃料循环利用率等问题，世界范围内正更加深入开展第四代核电技术研究。“国际核聚变实验反应堆（ITER）计划”着眼于永久解决人类未来能源问题，正在向前推进，取得了一些突破性成就。
1. 先进压水堆进入工程建设阶段
压水堆是目前最成熟的一种核电技术。近年来，各国依据《先进轻水堆用户要求文件》（URD）和《欧洲用户要求文件》（EUR）积极开展第三代先进压水堆研发工作。目前国外具有代表性的有：美国的AP1000技术，法国的EPR技术，韩国的APR1400，俄罗斯的VVER-1000和VVER-120，法国与日本合作的Atmea-1技术。目前应用这些技术的工程项目部分已开工建设。2012年2月，美国核管会（NRC）委员会批准了2台AP1000核电机组，这是美国近三十多年来首次批准新建核电机组。
第三代先进压水堆技术采用非能动系统设计，增加安全系列，采取完善的严重事故预防和缓解措施、增强对外部事件的防御能力提高了安全性，也通过增大容量、简化设计、延长设计寿期和换料周期等手段提高了经济性。日本福岛核事故的发生反映了核电厂的某些安全薄弱环节，事故过后国际上普遍对现有核电厂开展安全审查，并进行安全改造，提高了反应堆的安全性；“实际消除大规模放射性释放”被再次提出并受到重视，成为未来核安全发展的重要趋势。开展燃料和堆芯安全领域的前瞻性和基础性研究、重点开展严重事故机理研究耐事故燃料元件研制、提高反应堆固有安全性，是未来压水堆发展的重要方向。
自2004 年6 月国际原子能机构（IAEA）宣布启动以一体化技术、模块化技术为主要特征的革新型模块式小型堆（SMR）开发计划以来，参与的成员国总数已达到30 个，涌现了45 种以上的革新型中小型反应堆概念。这些革新型堆型大多数允许或明确促进非电力应用，如核能淡化海水或核能热电冷联产。
2. 快堆研究在技术和工程方面取得新进展
钠冷快堆在燃料制造工艺和远程操作的热室元件制造技术方面成果显著，并开发了先进在役检查仪表系统、能量转换系统和新型蒸汽发生器，未来将在非能动安全性、高燃耗燃料以及抗辐照材料等方面开展进一步研究。铅冷快堆在系统与设备设计、燃料研发以及铅工艺与材料方面取得了一定成果，未来将主要在材料、铅腐蚀、革新型燃料、先进热传输系统和设备方面深入研究。气冷快堆在概念设计和安全研究上取得较大进展，将进一步开展国际合作，研究包壳材料、特殊风机、阀门和仪表系统等关键技术。
工程建设方面，俄罗斯完成了商用示范堆BN-800建设，计划开展BN-1200建设；法国正在进行ASTRID概念设计；日本发展了FaCT项目，进行商用快堆概念设计，计划建设示范快堆循环工厂；印度发展了钍铀循环快堆，PFBR反应堆建造基本完成；欧洲原子能联营正在建造气冷快堆ALLEGRO（实验堆），建成之后将有效推动燃料研发等工作。
3. 各国积极开展高温气冷堆各项关键技术和设计集成研究
近年来，各国在第四代核能系统国际论坛（GIF）框架下开展高温气冷堆燃料与燃料循环、材料、设备、设计集成等技术研究。美国主要依托“下一代核电厂”（NGNP）项目进行相关研究，目标是建成高温气冷堆电/热（或氢）联产厂，用于工业供热和发电，已在燃料元件开发与考验、高温材料开发、制氢技术、反应堆安全技术等方面有长足进展。日本在氦气透平技术、碘－硫热化学水解工艺制氢方面具有优势，计划2020年左右建成原型制氢厂，2030年左右实现商业化。韩国2008年批准了“核能制氢研发演示项目（NHDD）”长期计划，预计2022年建造一套核能制氢系统，2026年完成原型演示。欧盟在HTR-TN计划下，在设计方法和工具、燃料、材料、氦系统技术、耦合技术等方面合作开展高温气冷堆的研发。
4. 熔盐堆研究呈上升趋势
近年来关于熔盐堆的研究日渐上升，各国积极开展熔盐堆概念设计。法国设计了MSFR，俄罗斯设计了MOSART，日本设计了Fuji-MSR。2009年美国提出900MW球床氟盐冷却高温反应堆，2011年美国能源部启动固态燃料熔盐堆前期研究计划，以900MW球床堆为基准，制定了氟盐冷却高温反应堆的发展战略，开展不同功率反应堆概念设计。2009年欧盟启动SUMO项目，对MSFR进行可行性评估，基于反应堆堆芯、后处理设施和废物处置设施的研究提出最佳熔盐快堆系统设计。2011年欧盟又启动EVOL计划，对MSFR初始设计及安全方案进行优化。
5. ADS系统研究日趋活跃
因加速器驱动次临界系统（ADS）在嬗变放射性核废料、有效利用核能资源方面具有的潜在优势，近年来国际上对ADS的研究给予了广泛的关注与支持，并从战略高度予以部署和实施。作为新一代核能开发与核废料安全处置的技术路线，ADS研究相关的学术交流和科技合作也越来越活跃。
目前国际上加速器驱动次临界系统的研发正在从关键技术攻关逐步转入建设系统集成的研究装置阶段。欧盟C.Rubbia领导的顾问组制定和提出了EUROTRANS计划，形成XT-ADS原理示范装置的先进设计和EFIT工业级嬗变装置的概念设计。同时，充分利用现有核设施并在欧盟F6、F7框架下开展了MUSE、MEGAPIE等多项实验研究。比利时核能研究中心实施的MYRRHA研究项目计划于2023年左右建成85MWt的铅铋冷却ADS系统。美国制定和实施了研究核废料嬗变方案的SMART等计划。费米国家实验室正在计划建设中的Project-X也将开展ADS相关研究。日本JAEA和KEK研究机构在其J-PARC强流质子加速器上设有专门用于ADS研究的TEF实验装置，质子束流能量将达到600MeV。此外，俄罗斯、韩国和印度等国家也都开展了一系列的ADS研究工作。
6. 多国开展超临界水冷堆概念设计
超临界水冷堆（SCWR）是在高于水的临界点（374℃，22.1MPa）的温度和压力下运行的反应堆，是在现有水冷反应堆技术和超临界火电技术基础上发展起来的革新设计，拥有很好的技术基础。与目前运行的水冷堆相比，超临界水冷堆系统简单、装置尺寸小、热效率高，具有更高的经济性和安全性。
美国、中国、加拿大、日本、欧洲、韩国和俄罗斯等10个国家在国际合作框架内共同开展超临界水冷堆研究工作，目前提出了超临界压力水冷热中子堆、超临界压力水冷快中子堆、超临界压力水冷混合中子谱堆、超临界压力水冷球床堆和超临界压力重水堆等设计概念。在安全性、稳定性方面，各国开展了对非能动安全系统、燃料元件和堆芯部件、高温材料、超临界压力水化学、超临界压力条件下堆芯热工水力和反应堆物理特性的分析研究。根据第四代核能系统国际论坛提出的路线图，预期SCWR将在2020年前后完成性能研究和示范堆建设，2025年完成试验验证，2030年前后实现商业应用。
7. 核聚变研究取得了重要物理成果
核聚变因资源丰富和无污染，是人类社会未来的理想能源。由于技术难度大，经费投入大，国际上通过合作和技术共享，共同进行核聚变研究。
受控核聚变包括磁约束聚变和惯性约束聚变。在磁约束核聚变方面，经过多年的探索，托卡马克成为主要途径，相继建成并成功运行大型托卡马克装置，包括欧共体的JET、美国的TFTR、日本的JT-60U等。磁约束受控核聚变的科学可行性已得到证明。由中、美、欧共体、俄、日、韩共建的国际热核实验堆（ITER），已完成概念和工程设计，正在建设中。同时，为提高聚变的经济性和实用性，各国也正在进行深入的聚变科学和技术研究，加强对堆芯等离子体品质、加热系统、装置结构材料、控制技术等的深入研究。惯性约束聚变在理论、实验、诊断、制靶和驱动器方面取得了长足进展。2009年美国建成国家点火装置（NIF），利用NIF装置开展了一系列靶物理实验和点火物理实验，取得重要的物理成果。实现实验室热核聚变点火，开展高温、高密度极端物理等基础前沿科学问题研究，将是未来惯性约束聚变研究的主要方向。
8. 各国纷纷提出聚变-裂变混合堆方案
聚变-裂变混合堆（简称混合堆）是20世纪50年代提出的一种反应堆类型，是次临界核反应堆，由一个聚变堆芯、环绕该堆芯的裂变包层和产氚包层组成，聚变堆芯是一个独立的外部高能中子源，可以使裂变包层以次临界态运行，剩余中子可用来产氚，实现氚自持循环。利用聚变中子的裂变包层主要有以下应用：（1）核废料管理；（2）能源生产；（3）为轻水反应堆生产裂变燃料。在核废料管理以及裂变燃料生产过程中，产生的大量核能对提高整个系统的经济性至关重要。
长期以来，聚变技术是制约聚变-裂变混合堆研究进程的核心因素。20世纪末，Z箍缩技术取得了里程碑式进展，吸引了国际聚变界的高度关注；2010年，美国提出Z箍缩聚变物理设计（MagLIF），预期可在30MA电流条件下实现聚变点火；2012年，俄罗斯启动50MA的贝加尔（Baikal）装置的建设，计划2018年建成，将有望实现Z箍缩惯性约束聚变点火的历史性突破。以In-Zinerator方案为典型代表，美、俄、欧等国纷纷提出了各自的聚变-裂变混合堆方案、研究计划和发展路线图，计划在2035年前后建成示范堆。（作者单位：中国核科技信息与经济研究院情报研究三室 中国核学会核情报研究分会）
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