大寒，二十四节气之末。《授时通考》称：“大寒为中者，上形于小寒，故谓之大……寒气之逆极，故谓大寒。”大寒将自然界的“冷”推向了极致，而抵御这份严寒、驱动冬日运转的“热”，从何而来？
答案之一，在于核能。
如今，依托多样化的反应堆技术，核能可以实现从几十度到上千度的热量输出，赋能民生保障、工业驱动、未来能源探索等众多关键场景。核能，正展现着更为多元的应用价值。
01.核能供暖与海水淡化：民生领域的清洁守护
作为我国核电主力堆型，压水堆堆芯出口温度约315℃，其蒸汽发生器可产生280℃、6-7MPa的蒸汽，是实现核能供暖、海水淡化等应用的重要热源。核能供暖通常需要70℃-170℃蒸汽作为热源。要实现核能供暖，可从核电机组二回路抽取蒸汽，加热热网回水，与核电站外换热站进行多次换热，再通过供热管道传至千家万户[2]。整个过程“传热不传质”，实现了放射性物质的有效隔离，保障了居民采暖的安全。在我国，核能供暖已被纳入多地清洁取暖规划，用核热取代化石燃料供暖，在保证能源安全、减少碳排放等方面具有巨大的优势[1]。
80℃-150℃蒸汽是驱动海水淡化的理想选择。海水淡化是借蒸发、膜分离等手段分离海水盐分，得到低盐淡水的技术。其中，核能海水淡化主要采用低温多效热法：以核反应堆产生的蒸汽为热源，串联多组蒸发器，海水在前一级被加热蒸发后，释放潜热又作为下一级蒸发的热源，如此逐级蒸发、冷凝，产出蒸馏淡水[2]。
规模化的海水淡化需要大量的能量消耗，因此从环保和可持续发展角度考虑，基于核能的海水淡化将占有越来越重要的位置。
02.核能供汽：驱动工业脱碳的澎湃动力
核能可为造纸、食品和炼油等轻工业，以及合成氨、煤气化和甲烷蒸气重整等重化工业提供热源，其核心在于一套安全可靠的核能供汽系统[1][3]。核电厂中，核裂变释放能量将水转化为蒸汽驱动汽轮机发电，“截胡”一部分蒸汽去加热海水淡化后的除盐水，烧开后产生的蒸汽就是工业蒸汽，基于压水堆技术可产出温度约248℃、压力约1.8MPa的工业蒸汽；采用高温气冷堆技术，蒸汽参数则会更高。最后，这些蒸汽将通过专用管网输送至用汽端。
如何保障热量有效送达？
我国首个工业用途核能供汽项目“和气一号”给出了答案：
1.控温方面，采用双侧相变式蒸汽转换技术，实现冷热介质的逆向对流高效换热，从而控制出口蒸汽温度。
2.保温方面，采用预制架空保温管，并以三重复合保温结构技术为核心，在管外包裹多层高温层，可实现每公里蒸汽温度下降不超过1℃。
3.监测方面，管网每隔一公里设置温度、压力测点，精确感知输送介质情况[4]。
通过上述从生产到输送的完整技术体系，核能供汽为造纸、食品、炼油等工业提供了低碳应用和转型的解决方案。
03.核能制氢：通往未来能源的绿色基石
高温气冷堆、熔盐堆、气冷快堆等出口温度超700℃，所提供的热量可满足高温制氢的要求[1]。
核能制氢是指通过核反应堆产生热能，将水分解为氢气和氧气的过程，技术路线主要包括高温气冷堆耦合热化学循环制氢、热化学循环制氢，以及核电站耦合电解水制氢[5]。
与传统氢气生产方法相比，核能制氢具有减少碳排放、提高氢气生产效率的优势，同时能够实现大规模稳定生产，兼具环境和经济效益，有望成为未来清洁能源供应链的重要组成部分[5]。
04.终极能源：超越阶梯的聚变
核聚变(nuclear fusion)，指的是两个较轻的原子核结合而形成一个较重的原子核的核反应形式。
可控核聚变有“人造太阳”之称，被誉为能源领域的“终极梦想”。它模拟太阳发光发热原理，主要以氘和氚为原料，在上亿摄氏度的极端高温环境下，使氘原子核与氚原子核结合成氦原子核，释放巨大能量[6]。
核聚变的原料从哪儿来？
能量究竟有多大？
每升海水含有0.03克氘，所以地球上仅在海水中就有45万亿吨氘，氚虽然不会自然形成，但用中子轰击锂可产生氚。
1升海水中所含的氘，经核聚变可提供相当于300升汽油燃烧后释放的能量；每公斤聚变燃料释放的能量，约为核裂变的4倍，更是燃烧石油或煤炭的近400万倍。
核聚变能源凭借其燃料近乎无限、过程零碳、能量释放极高的核心优势，正成为全球竞逐的终极能源。
它不仅是稳定的电力来源，更将在空间推进、医疗、工业热能、国防等关键领域开启全新应用场景，为国家的航海航天等前沿科技提供更高维度的发展平台。这场“人造太阳”的科技征程，未来将会把人类文明推向一个能量近乎自由的新纪元[7][8]。
寒意终有尽，“核”暖蕴春生。
当我们在最冷的时节，审视核能应用谱系，看到的远不只是一系列技术的突破，更是核能与高耗能行业耦合发展的零碳价值。核能赋予我们的，是一种能力、一份底气，更是一个面向可持续发展的、充满温暖与光明的未来。
参考文献：
[1] 王建强,戴志敏,徐洪杰.核能综合利用研究现状与展望[J].中国科学院院刊,2019,34(04):460-468.DOI:10.16418/j.issn.1000-3045.2019.04.011.
[2] 苏宏,陈新.核能综合利用的理论现状及发展前景探讨[J].东方电气评论,2024,38(01):68-73.DOI:10.13661/j.cnki.issn1001-9006.2024.01.011.
[3] 林燕,杨道宏,李斌.核能供热技术的发展现状、特点与展望[J].南方能源建设,2025,12(04):100-108.DOI:10.16516/j.ceec.2025-178.
[4] 陈瑶.核能生“汽”[N].中国纪检监察报,2024-08-19(008).DOI:10.28423/n.cnki.njjjc.2024.002104.
[5] 葛昶,余晓钟,辜穗,等.核能制氢国内外研究现状及展望[J].现代化工,2025,45(12):1-6.DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2025.12.001.
[6] 郝俊慧,孙永会.“人造太阳”可控核聚变十年可期[N].IT时报,2025-09-26(009).DOI:10.28404/n.cnki.nitsd.2025.000514.
[7] 王志斌,沈炀,余羿,等.我国磁约束核聚变能源的发展路径、国际合作与未来展望[J].南方能源建设,2024,11(03):1-13.DOI:10.16516/j.ceec.2024.3.01.
[8] 安婕铷,左嘉旭,黄旭阳,等.核聚变能源技术及产业链发展趋势[J].南方能源建设,2025,12(04):10-19.DOI:10.16516/j.ceec.2024-427.
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