报告概述
《2025年核技术评论》由国际原子能机构编写，系统回顾2024年全球核技术的关键发展。报告覆盖核电容量预测与在运情况、核燃料循环前端与后端、退役与环境治理、聚变研究、研究堆、粒子加速器、人工智能应用、人体健康（放射治疗）、粮食和农业（食品欺诈检测、病害诊断）、放射性同位素与辐射技术、同位素水文学以及海洋环境等广泛领域。报告采用专题式分析框架，旨在为成员国决策者提供核技术最新进展的综合参考，帮助其把握技术趋势、政策动态和未来方向。
报告的核心结论
全球核电容量预测连续第四年上调，小型模块堆将贡献近四分之一新增容量。
原子能机构将2050年高值预测提升至950吉瓦，是当前容量的2.5倍，其中小型模块堆预计占150吉瓦。低值预测为514吉瓦。这一增长得益于COP28全球盘点对核能的认可及31国到2050年将核电容量增加两倍的承诺。
核能非电力应用加速推进，在工业供热、制氢、海水淡化等领域发挥脱碳作用。
2024年全球约46座核动力堆提供非电力应用，其中94%用于地区供热。中国首个工业核蒸汽项目投产，多个国家推进核能制氢示范。核能正与数据中心和人工智能需求结合，成为清洁基荷电力的重要选项。
聚变能产业投资突破80亿美元，各国加快监管框架建设。
截至2024年底，聚变能行业累计吸引超过80亿美元投资，较2023年显著增长。美国通过聚变能法案明确监管路径，英、德、日等国亦制定独立监管框架。国际热核实验堆（ITER）调整基线，目标2034年开始研究运行。
人工智能在核工业中广泛应用，提升安全性与运行效率。
2024年人工智能持续应用于核电及燃料循环的设计、运行和维护，包括燃料芯块质量自动检测、堆芯设计优化、乏燃料贮存罐远程检查。AI与数字化、机器人的融合正成为核电厂升级的重要趋势，但需确保不损害整体安全性。
核技术助力粮食安全与癌症治疗取得突破性进展。
原子能机构开发基于CRISPR的香蕉镰刀菌枯萎病快速检测方法，以及通过同位素比质谱法快速检测食品欺诈。在人体健康领域，柳叶刀放射治疗委员会指出全球放射治疗可及性差距，空间分割放射治疗等新技术展现潜力。
报告回答的关键问题
2050年全球核电装机容量预测是多少？
原子能机构2025年预测显示，高值情景下2050年核电装机容量可达950吉瓦（电），是目前377吉瓦的2.5倍；低值情景下为514吉瓦。高值预测的实现需要现有反应堆长期运行、30年内新增约640吉瓦容量，其中小型模块堆约占四分之一。
小型模块堆（SMR）的发展现状如何？
截至2024年，全球有超过68种小型模块堆设计在开发中，涵盖水冷、气冷、液态金属快堆等技术。首座商用小型模块堆（球床模块式高温气冷堆）已于2023年12月在中国并网。多国推进浮动核电厂和微堆设计，预计2030年左右首批成熟技术实现早期部署。
核技术如何用于检测食品欺诈和病害？
原子能机构开发了“通过合成转化并结合同位素比质谱测定法进行食品鉴定”方法，可快速检测蜂蜜等食品中廉价糖浆掺假。在病害检测方面，基于CRISPR的DNA内切酶靶向反式报告系统可快速诊断香蕉镰刀菌枯萎病热带4号小种，灵敏度高且适用于现场即时检测。
聚变能商业化还有多远？
虽然科学突破不断（如国家点火装置多次实现能量增益），但商业化仍需时日。国际热核实验堆（ITER）计划2034年开始氢等离子体研究运行，2039年启动氘-氚运行。私营公司已吸引超80亿美元投资，各国正建立监管框架，但工程、材料和成本挑战依然存在。
人工智能在核电领域有哪些具体应用？
AI应用于燃料芯块外观自动检测、堆芯燃料装料模式优化、乏燃料贮存罐远程检查图像分析、核电项目管理和监督等。中国、韩国等部署智能工厂概念，将AI整合到运行维护全流程。AI还用于模拟先进反应堆复杂物理过程，加速设计迭代。
报告中的代表性数据
2050年核电容量预测（高值）
2050年，原子能机构在《2025年核技术评论》中给出，为高值预测，是2024年底在运容量（377吉瓦）的2.5倍。
全球在运核电容量
截至2024年12月底，由31个成员国的417座反应堆提供。2024年总发电量为2617.5太瓦时，同比增长2.6%。
铀现货价格（2024年1月）
2024年1月，创17年新高。2024年中后价格在80-85美元/磅波动，较2016-2021年20-30美元/磅显著上涨。
以上数据根据报告摘要整理，具体统计口径和数值请以完整报告原文为准。
完整报告包含什么
- 各国核电在运、在建反应堆详细数据表（表A-1），包括每座机组的容量、发电量及核电占比，覆盖31个成员国。
- 研究堆应用分类表（表E-1），列出教学培训、中子活化分析、放射性同位素生产等8类应用在全球234座在运研究堆中的分布。
- 小型模块堆设计全景图，说明68种现行设计的技术类型分布（水冷、气冷、熔盐、液态金属快堆等），以及各国开发进展。
- 核燃料循环后端详细分析，包括全球乏燃料年产生量（约7000吨重金属）、贮存总量（约30万吨）、后处理能力及各国最新进展（如芬兰昂卡拉处置库试运行）。
- 聚变能研发与产业投资数据，包括国家点火装置最新能量输出记录（5.2兆焦耳）、全球聚变公司投资总额超80亿美元，以及ITER新基线方案时间表。
- 人体健康领域专项内容，柳叶刀肿瘤学放射治疗委员会核心发现：低收入国家每台放疗机服务超1560万人，而高收入国家为13万人；低分割放疗可节省数十亿美元费用。
- 粮食和农业领域技术创新详情，包括兽药放射性标记方法、同位素法检测食品欺诈、CRISPR诊断香蕉病害的技术原理与验证结果。
- 放射性同位素和辐射技术章节，涵盖电子束系统全球应用、增材制造无损检测、俄歇电子放射性配体治疗前瞻、生物基聚合物应对塑料污染等四个子专题。
- 同位素水文学新方法，利用硫-35短寿命放射性核素快速追踪地下水补给与污染，样品量从20升降至10克，计划2025年成员国首轮采样。
- 海洋环境研究，包括海洋酸化对13种海产品影响的全球实验方案、非传统同位素（锌、铬、镍等）在污染源识别中的新应用，以及南极塑料污染采样行动。
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