一、战略方向

    1.核能资源勘探开发利用。重点在深部铀资源勘探开发理论、新一代高效智能化地浸采铀，以及非常规铀资源（主要包括黑色岩系型及海水中的铀资源等）开发利用等方面开展研发与攻关。

    2.先进核燃料元件。重点在自主先进压水堆核燃料元件示范及推广应用、更高安全性及可靠性和经济性的压水堆燃料元件自主开发、先进燃料技术体系完善，以及智能制造在核燃料设计制造领域应用等方面开展研发与攻关。

    3.新一代反应堆。重点在快堆及先进模块化小型堆示范工程建设、先进核燃料循环系统构建、超高温气冷堆关键技术装备及配套用热工艺，以及新一代反应堆的基础理论和关键技术等方面开展研发与攻关。

    4.聚变堆。重点在ITER的设计和建造、堆芯物理和聚变堆工程技术、聚变工程技术试验平台（FETP）自主设计建造，以及大型托卡马克聚变堆装置设计、建造和运行等方面开展研发与攻关。

先进核能技术创新路线图

二、创新目标

    1.2020年目标。在核能资源勘探开发利用方面，创新深部铀成矿理论，实用性综合勘查深度达到1500米。实现埋深800米以内的可地浸砂岩铀资源经济开发利用，建成千吨级数字化、自动化的地浸采铀示范工程。黑色岩系型等低品位铀资源铀浸出率达超过80%。获得先进的盐湖、海水提铀功能材料，完成提铀放大工艺优化设计及配套装置加工。在先进核燃料元件方面，实现自主先进核燃料元件的应用；事故容错燃料元件（ATF）、环形燃料元件初步具备辐照考验条件；研制MOX燃料示范快堆考验组件并完成辐照考验。在反应堆技术方面，突破自主第三代超大型压水堆关键技术；示范快堆开工建设；完成超高温气冷堆在950℃高温运行及核能制氢的可行性论证，建设高温气冷堆700℃工艺热示范工程；建成先进模块化小型堆示范工程（含海上核动力平台）。熔盐堆、行波堆、聚裂变混合堆等先进堆型关键材料及部分技术取得重要突破；等聚变堆离子体的参数和品质获得提高，为设计建造聚变工程技术试验平台（FETP）奠定基础。

    2.2030年目标。在核能资源勘探开发利用方面，形成国际领先的深部铀成矿理论体系及技术体系；实现深度1000米以内的可地浸砂岩智能化、绿色化经济开发利用；建成黑色岩系型等低品位铀资源综合回收示范工程，建成盐湖、海水连续提铀试验装置并获得技术经济评价参数。先进核燃料元件，具备国际领先核燃料研发设计能力，事故容错燃料先导棒/先导组件实现商用堆辐照考验，初步实现环形元件在压水堆核电站商业运行；MOX组件批量化生产管理技术达到国际先进水平，快堆金属元件具备规模化应用条件。在反应堆技术方面，第三代压水堆技术全面处于国际领先水平，实现系列化发展；突破100KW级商用增殖快堆电站关键技术，实现商业后处理厂-MOX元件-商业快堆闭路循环；建设完成950℃超高温气冷堆及高温热应用商业化工程；先进模块化小型堆实现标准化、规模化建设；熔盐堆等先进堆型关键设备材料取得重大突破，具备建设示范工程条件。聚变工程技术试验平台（FETP）成功运行，掌握聚变堆芯燃烧等离子体的实验、运行和控制技术。

    3.2050年展望。完全掌握铀资源成矿理论，深部铀资源、非常规铀资源开发具备规模化经济开采能力，能保障核能长久发展。核燃料自主设计能力进入世界先进水平，智能制造、柔性制造等先进技术广泛应用。四代核能系统全面实现“可持续性、安全性、经济性和核不扩散”的要求，核能在供热、化工、制氢、冶金等方面具备规模建设条件。建设100万KW量级聚变原型电站，实现核聚变能源商用化应用。

三、创新行动

    1.深部铀成矿理论创新与一体化铀资源探测技术与装备。探索热液型铀多金属成矿带成矿体系、砂岩型铀矿超常富集机理及多能源矿产间作用关系、非常规铀资源富集模式与规律、纳米地学、铀成矿模拟试验，以及铀矿地质大数据规律等。研究大探深、高精度地面及井中地球物理勘查技术，以及高效钻进技术、纳米测试技术、基于互联网的综合分析评价技术、智能化预测技术；研制铀多金属勘查新型放射性仪器。

    2.地浸采铀高效钻进与成井技术。研发专用地浸钻孔钻进设备，采铀工艺钻孔结构，基于随钻测斜、定向钻进的高效安全钻孔成井技术、地浸井场快速开拓和布置技术；研究复杂难浸铀资源地浸高效浸出技术；开展绿色、智能地浸采铀技术研究，建设数字化、绿色地浸矿山。

    3.黑色岩系型、磷块岩型的低品位铀资源开发技术及盐湖、海水提铀技术。研发工艺矿物学特征，选矿试剂合成、矿物分选工艺和选矿技术，铀高效浸出工艺及浸出装置、分离方法、产品制备及工艺废水处理技术，进行工业试验示范；研发盐湖和海水提铀装置、实验室平台，突破高性能提铀材料及功能材料提铀性能，建立国家级开放性的海水提铀方法测试平台，研究海水提铀与海水淡化耦合技术、铀酰化学技术。

    4.先进自主压水堆元件。推进自主先进锆合金包壳核燃料元件技术攻关和产业化应用。研发事故容错元件（ATF）高铀密度或掺杂燃料芯块，先进金属、新型复合的新型包壳材料；完善适用于ATF元件包壳堆内辐照考验及辐照后检查技术，研究燃料制备和性能评价关键技术。研究压水堆环形燃料堆芯和组件设计技术，开展环形燃料组件堆外热工水力等验证、小组件试验堆内辐照考验和先导组件商用堆内辐照考验。

    5.快堆及燃料元件设计与工程化技术。完善快堆法规、标准体系，突破大型商用快堆的热工水力、非能动事故余热排出等关键技术，形成快堆电站自主化的软件及设计集成技术，实现设备自主化；突破快堆MOX组件芯块设计与成型工艺技术，高性能结构材料，组件制造工程化技术，掌握快堆MOX换料运行技术。突破大增殖比的（U、Pu）Zr金属元件及添加MA的金属燃料关键技术。

    6.超高温气冷堆关键技术及高温热工程应用技术。攻关950℃超高温气冷堆关键技术，开展安全与事故分析、堆内构件材料及结构分析等。开发基于HTR-PM现有堆芯设计的气-气中间换热器，提供700℃的工艺热生产煤气、油品和焦炭。

    7.先进小型堆关键技术及工程化。针对陆上模块式小型堆，突破关键设备、模块化建造技术、运行技术及安全审查技术，完善法规标准。针对海上核动力平台，开展工程设计、设备制造、工厂化总体建造和海上运行调试技术研究，建设示范工程，完善法规标准。开展大功率空间核反应堆电源技术研究，突破设计、关键材料、装备、运行技术等。

    8.钍基熔盐堆基础理论与关键技术。建立完善的研究平台体系，研究关键基础理论和关键工艺技术，突破熔盐制备技术、高温材料腐蚀机理及控制技术、回路技术、反应堆运行控制技术，探索钍-铀循环在线后处理技术，建成2MW钍基熔盐实验堆。

    9.聚变物理研究。完善等离子体诊断、控制、加热、加料等手段，研究先进托卡马克等离子体实验，实现高比压、高约束的等离子体实验运行，提升对聚变等离子体的认识水平和控制能力，设计建造聚变工程技术试验平台（FETP）。