前言

核电是一种安全、清洁、低碳、高效和可大规模利用的非化石能源，安全、持续地发展核电对于我国调整能源结构、实现碳达峰与碳中和目标、提升国家能源安全保障能力等重大战略具有重要意义。目前，全球范围内第三代核反应堆技术已经日趋成熟，第四代核能系统也早已成为核能研究人员在未来多年内重点研究的课题。

相对于第二代、第三代反应堆来说，第四代核能系统的安全性更高、经济竞争力更强、核废物量更少,且可有效防止核扩散。2002年，第四代核能系统国际论坛(Generation Ⅳ International Forum,GIF)选定了六种第四代核电站概念堆，即气冷快堆、超高温气冷堆、超临界水堆、熔盐堆、钠冷快堆和铅冷快堆。其中， 钠冷快堆和铅冷快堆是指采用液态钠、铅或铅铋作为冷却剂的快中子反应堆，属于液态金属冷却反应堆。液态金属冷却反应堆因具备良好的增殖核燃料和嬗变核废料潜力,以及拥有突出的经济性和安全性，被 GIF 认为有望率先实现工业示范化。

我国政府高度重视清洁能源和先进核能系统的发展。“十四五”规划明确提出，我国力争在2030年前实现碳达峰、在2060年前实现碳中和，为此力求构建现代能源体系，推进能源革命，建设清洁低碳、安全高效的能源体系，提高能源供给保障能力。“十四五”规划还提出推动模块式小型堆等先进堆型示范和开展核能综合利用示范，为核能的多元化应用、多用途发展按下加速键。我国能源转型的深入推进对核能多用途发展提出了更高要求，先进堆型示范项目呈现出积极发展的态势。2019年10月，我国启明星Ⅲ号实现首次临界，并正式启动我国铅铋堆芯核特性物理实验，标志着我国在铅铋快堆领域的研发跨出实质性一步，进入工程化阶段。2020年12月，中核集团示范快堆工程2号机组正式开工建设，这对我国加快构建先进核燃料闭式循环体系、促进核能可持续发展和快堆技术全面自主发展、实现碳达峰与碳中和目标以及推动地方经济建设具有重要意义。先进核能系统的发展将为我国科技实力、工业技术水平、综合经济实力和国际地位的提升作出巨大贡献。

液态金属冷却反应堆是第四代先进核能系统中的优选堆型。为满足我国液态金属冷却反应堆快速发展的迫切需要， 本书将对液态金属冷却反应堆热工水力与安全分析相关的基础知识和前沿研究进行综合性介绍。全书共分为6章： 第1章为绪论，简要介绍第四代核能系统和液态金属冷却反应堆的发展概况； 第2章总述液态金属冷却反应堆的热工水力学知识和研究现状； 第3章介绍液态金属冷却反应堆相关的热工水力实验,实验设施的设计、建造与运行，实验测量仪器、方法和技术，以及国内外重要热工水力学实验设施汇总； 第4章重点介绍液态金属冷却反应堆热工水力相关的数值模拟工具、模拟方法和前沿研究； 第5章介绍液态金属冷却反应堆的事故安全特性及相关分析方法； 第6章为全书总结和展望。本书彩图请扫二维码观看。

本书在撰写过程中，参考了国内外各相关单位和科研机构公开发表的大量论文、报告和书籍，并引用了部分插图，在此特向相关机构、专家和学者表示崇高的敬意和感谢。由于本书所涉及的学科领域广泛，且受限于作者的学识水平，所以，书中缺点、错误和不妥之处在所难免，恳请读者批评指正。

作者

2022年4月