中国将建全球首座钍熔盐堆,1吨钍相当于350万吨的煤,可用2万年

老张聊养护 2024-09-26 13:37:26

到了2025年,我国打算在甘肃武威建造世界上第一个能商用钍基熔盐堆核电站。

预计到2029年,它就能运转起来,给我国的核工业添上一个里程碑级别的成就。

钍熔盐堆用的是钍这种元素当“燃料”,还用熔盐来帮忙降温和传递热量。

核燃料变成了热乎乎的液体,热量传递快,反应堆就能更猛更持久地发电了。

中国船舶集团江南造船厂也看上了钍基熔盐堆的高性能,打算用它来造一艘30万吨核动力货轮。

消息一放出,立马就受到了国内外大多数人的关注。

有观点认为:既然核反应堆都可以放在商用货轮上,那么放在航母上也不是什么难事才对。

据说这钍基熔盐堆里,1吨钍就相当于350万吨的煤的能量,可以使用长达2万年。

这究竟是真的还是假的呢?钍基熔盐堆真的这么厉害吗?

一、熔盐堆是什么来头?

所谓的熔盐堆,实际上属于核反应堆的一种。

一开始,核反应堆主要在于军用,用来生产高纯度的放射性元素和生产核武器。

第一代核反应堆的技术相对简单,燃料循环效率也比较低,发电容量在300兆瓦之内,不能拿来大规模产生能量发电。

到了20世纪70年代,第二代核反应堆诞生了,并且在往后的20年间就迎来了商用化的大发展。

科学家提高了核反应堆燃料循环效率和安全性,使得核反应堆可以批量化和标准化建造生产。

到目前为止,一些国家还在使用第二代核反应堆。

1990年之后,第三代核反应堆相继出现。

它在继承第二代技术的基础上进一步采用了经过验证的新技术,提高了安全性、降低事故概率,并且拥有更严格的监管要求。

这也是之前切尔诺贝利核电站的教训所带来的进步。

第四代核反应堆是21世纪核工业界的巨大挑战。

科学家们正全力以赴,追求更高的标准:确保能源永续、安全无忧、运行可靠、成本经济,还要有效防止核扩散,加强物理防护。

要想解决这个问题,需要科学家的长期努力。

科学家对第四代核反应堆构想出了很多种类,例如气体冷却快堆、铅冷却快堆、钠冷却快堆、超临界水冷堆以及熔盐堆等等。

而钍基熔盐堆就是属于熔盐堆的一种。

第四代核反应堆要求堆芯的融化概率远低于传统的反应堆,如果发生事故,必须没有辐射在场外释放,也不用工作人员在场外应急。

同时它也要求燃料的有效利用率提高和核废物的最小化,实现更加环保的核能利用方式。

而且还要保证核燃料难以用于制造核武器,防止犯罪分子盗窃或转移材料。

虽然第四代核反应堆的课题已经列出,但是到目前为止还没有哪个国家能够建造出第四代核反应堆的实物出来。

不过现在,中国可能会成为打破这一现状的第一个国家,因为我们的第四代核反应堆中的钍基熔盐堆技术已经成熟了。

二、钍基熔盐堆的特点

说起钍基熔盐堆,如果不是从事核工业领域的人可能还很难了解,更不要说老百姓了。

钍基熔盐堆用熔盐作为载热工质,当反应堆堆芯温度超过预设值,含有放射性的熔盐就会流入应急储存罐中,自动停止核反应。

与传统的轻水反应堆不同,它可以有效防止核爆炸等严重事故的发生。

钍基熔盐堆的制造难度低,成本也比传统的反应堆更低,不需要大量的水作为冷却剂,一定程度上节约了水资源,降低了运行的成本。

钍基熔盐堆的发电效率可达45%以上,高于常规核电站中的轻水反应堆。

熔盐有很高的溶解能力,可以溶解多种核素,包括钍和铀等,也就提供了灵活的燃料选择和组成调节。

钍基熔盐堆的核心正是钍,它是一种天然的放射性金属,在我国大地上蕴藏丰富,已探明储量高达28.6万吨,傲视全球前列。

如果仅供我国自用,钍资源足以支撑我们走过两万年,为钍基熔盐堆技术的研发与应用奠定了坚实的基础。

钍这种元素,在地壳里的含量差不多是铀的三四倍。

在我国,像内蒙古的白云鄂博主东矿藏有丰富的钍矿,基本能满足我国的能源需求。

根据数据推算,1吨钍放出来的能量,能顶得上350万吨煤烧出来的能量。

而且钍基熔盐堆不只是能量多,还会“废物利用”。

它工作时候产生的那些热气还能拿来做其他工业,比如把海水加热蒸发,变成淡水,或者直接用来脱盐。

钍基熔盐堆还是清洁能源的代表,用它就不用那么依赖那些会污染环境的煤、石油了。

这样一来,空气能更清新,环境也能变得更好。

所以钍这种元素是未来能源发展的重要资源之一,值得好好开发和利用。

在工业上,高温热源可以让许多复杂的生产过程得以顺利进行。

钢铁厂那熔炉里翻滚的钢水,正是通过消耗大量能源才达到的高温状态。

而现在,有钍基熔盐堆稳定释放高温热能,给这些机械带来高效的能源。

以前为了让铁矿石变成坚硬的钢铁,需要烧上好大一堆煤或者油,不仅成本高,还污染环境。

但有了钍基熔盐堆用核能的方式发热,不仅能耗大大降低,碳排放也少了许多。

未来要探索太空,钍基熔盐堆又成了深空探索的出色能源之一,它身材小巧,重量轻,却蕴含着巨大的能量,能够持续为飞船提供动力。

这样一来,飞船就能轻装上阵,飞得更远,探索更多的未知世界。

总之,钍基熔盐堆的用处是非常多的,不仅可以成为巨大能量的来源,还可以利用它来做其他生产,建造它无异于一举多得。

庆幸的是,中国现在已经拥有了建造钍基熔盐堆的技术,如果之后完成建造,势必会为人民和工业带来莫大的便利。

三、中国钍基熔盐堆技术发展

开头提到,我国准备在甘肃武威开建商用钍基熔盐堆核电站,这在21世纪可是一件不得了的大事。

我国作为钍资源大国,拥有庞大的钍资源储量,为钍基熔盐堆提供了得天独厚的建造条件。

中国科学院应用物理研究所攻克了钍基熔盐堆的硬骨头技术,现在正紧锣密鼓地准备建中国第一个这样的核反应堆。

这技术是走在世界前头的,让中国的钍基能源在国际上都刮目相看,抢占了先机。

中国的核工业发展自然引起了许多国外人士的关注,他们之中也不乏擅长钍基熔盐堆技术的人才。

比如丹麦的哥本哈根原子能公司与瑞士保罗谢尔研究所,就曾经合作过国际间钍基熔盐堆研发。

他们此前计划在欧洲进行首次钍基熔盐堆的关键实验,验证技术可行性,为未来的商业部署收集关键的数据。

不过到现在,他们暂时还没有建造商用钍基熔盐堆核电站的打算。

除了丹麦和瑞士的合作项目外,美国、日本等国家也在积极推进熔盐堆技术的研发。

作为最早建造核反应堆的美国,他的橡树岭国家实验室就曾经成功运行了熔盐实验堆。

而日本也在熔盐堆技术中得到了启发,但是他们也没有考虑建造钍基熔盐堆核电站。

为什么他们不建造呢?

其实建造钍基熔盐堆核电站对于这些发达国家来说不难,但是他们没有像中国那样拥有大量的钍资源,也没有合适的地方建造核电站。

而且本身的技术还没有到成熟的地步,算是心有余而力不足。

现在中国的钍基熔盐堆技术预计要运用到运输船上,该运输船有30万吨的排水量。

要想开动它需要大量的能源和推进力,而钍基熔盐堆的巨大能量正好就可以运用在这艘大船身上。

有专业人士预测,钍基熔盐堆还可能装备在之后的航母上。

这样一来,我国的航母战力基本和美国的航母齐平,我国的海上国防也会得到很大的加强。

结语

中国科技的发展日新月异,每当我们赞叹一个新技术的诞生,马上就有下一个新技术紧随其后。

科技的发展离不开广大科研人员和工作人员的努力和付出。

钍基熔盐堆这样的高科技都搞成了,那么核聚变技术还会远吗?

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参考资料:

牧留山2024-09-13 09:30《中国将建全球首座钍熔盐堆,1吨钍相当于350万吨的煤,可用2万年》

旅行的青蛙2024-09-07 17:17《可用2万年!中国将建全球首座钍熔盐堆,1吨钍相当于350万吨的煤》

精钢狼2024-09-13 13:41《中国将建全球首座钍熔盐堆,1吨钍相当于350万吨的煤,可用2万年》

云舟史策2024-08-09 06:05:03《够中国用2万年!中国突破“无限能源”: 将开建全球首座钍熔盐堆》

抖音百科《钍基熔盐堆核能系统》

百度百科《核反应堆》

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老张聊养护

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