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    來了!核聚變前的終極能源方案→-全球時快訊

    2023-06-28 05:55:22 來源:中國能源報


    (資料圖)

    釷基熔鹽堆屬于我國第四代先進核能技術,被稱作人類實現核聚變前的終極能源方案,能夠解決當下裂變反應堆面臨的一些問題和難題。

    有關專業人士表示,釷作為一種核燃料,是未來核能利用的主要發展方向。而安全問題對于當今世界裂變反應堆核電站至關重要。核反應堆具有放射性,一旦發生爆炸,放射性便會擴散,給人類的生命健康造成嚴重危害。相比于當下常規核電站中的輕水反應堆,釷基熔鹽堆具備什么特點和優勢?

    釷基熔鹽堆具有諸多安全特性。釷基熔鹽堆將熔化的氟化鹽作為載熱工質,氟化鹽在常溫下為固態,隨著溫度升高變成液態,當溫度達到1000℃及以上則變成氣態。由此可見,液體的熔鹽只需要提升溫度便可以獲得。此時,反應堆的放射部分處于常壓狀態,容器即便被燒穿也不會發生爆炸。釷基熔鹽堆反應皿底部有一個凍結塞,當反應堆的堆芯超過預設溫度,凍結塞便會溶解,反應堆里含有放射性的熔鹽則會從洞孔全部流入到應急儲存罐中,此時核反應自動停止運行,熔鹽逐漸冷卻變成固體。固態鹽不會擴散,其攜帶的放射性物質既也不容易泄露,也不會與水源接觸導致污染。

    而輕水反應堆將水作為熱載體,水加熱到100℃會沸騰,通過加壓可將水的沸點提高,此時含有放射性元素的部分處于高壓狀態。高壓容器容易被破壞和爆炸,一旦發生爆炸,大量放射性物質便會以氣態的方式擴散到空氣中,或以液態的方式流到地下擴散,這兩種擴散方式十分致命。此時,核反應堆出現破壞之后尚未停止運行,需要用水來冷卻,并產生出核廢水。

    釷基熔鹽堆的核廢料比現有核電站的核廢料放射性更低、半衰期更短,后處理更加安全,不像傳統反應堆產生的核廢料存在核擴散風險。此外,釷基熔鹽堆還能夠建在地面10米以下,有利于防御恐怖破壞和戰爭襲擊。

    釷基熔鹽堆經濟性更好。從原理上來看,釷基熔鹽堆的反應皿使用的是耐腐蝕耐高溫的常溫容器,而輕水反應堆使用的是高壓容器,高壓容器比常容器制造難度更大、成本更高。同時,現有核電站需要用到大量的水,而釷基熔鹽堆不需要大量用水,也在一定程度上節約了成本。從核廢料的后處理來看,釷基熔鹽堆相比輕水反應堆要便宜很多。

    釷基熔鹽堆更加高效和緊湊。釷基熔鹽堆發電效率為45%-50%,高于常規核電站中的輕水反應堆。此外,釷基熔鹽堆的堆芯結構較為簡單,可以設計成具有較高功率輸出的小型反應堆。

    釷資源更加豐富。與當下核反應堆普遍使用的核燃料鈾相比,釷的資源十分豐富。據有關數據統計顯示,目前地殼中釷的探明儲量約為鈾的3至4倍。我國鈾儲量有限,且多為貧鈾礦,但釷的儲量極為豐富,我國釷鈾儲量之比約為6:1,已探明的釷工業儲量超過28萬噸,僅次于印度,居世界第二位。同時,分布在20多個省和地區,其中,內蒙古包頭白云鄂博礦區是我國釷資源儲量最多的地區。

    諾貝爾物理學獎獲得者卡羅·盧比亞曾表示,如果用它(釷)來發電,按照目前的電能消耗來算,中國釷的儲量能夠保證未來許多個世紀的發電供應,大致可以使用兩萬年。

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