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技术领先全球!中国造出世界首个钍基反应堆,美国为何不发展?

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-02-10   来源:风电齿轮箱   作者:风电设备   浏览次数:141
核心提示:2021年底,中国钍基熔盐实验堆启动试运行,它是第四代先进核能系统的候选之一,相较于传统核电站,不需要大量冷却水就能安全维持,所以即使在偏远沙漠都能建立,美国早在20世纪40年代末就开始了研发,那么作为世界上最早发展钍基熔盐堆的国家,美国为何没有继续发展,反而让中国技术实现了超越呢?我国为何要发展钍基熔盐实验堆我们都知道,核电站属于高效率的清洁能源建设,它主要是通过利用核反应堆中,核裂变所释放出的热能进行发电工作,是实现低碳发电的一种重要方式。然而在自然界中存在的可裂变元素,也就是能在分裂过程中产生巨大能

   

2021年底,中国钍基熔盐实验堆启动试运行,它是第四代先进核能系统的候选之一,相较于传统核电站,不需要大量冷却水就能安全维持,所以即使在偏远沙漠都能建立,美国早在20世纪40年代末就开始了研发,那么作为世界上最早发展钍基熔盐堆的国家,美国为何没有继续发展,反而让中国技术实现了超越呢?我国为何要发展钍基熔盐实验堆我们都知道,核电站属于高效率的清洁能源建设,它主要是通过利用核反应堆中,核裂变所释放出的热能进行发电工作,是实现低碳发电的一种重要方式。
然而在自然界中存在的可裂变元素,也就是能在分裂过程中产生巨大能量的元素,却只有铀-235,只占天然铀中的0.7%,这就让铀产量本身就少的我国更加举步维艰了,只能通过进口来满足自身发展需要。
为了国家能源安全与可持续发展,我国只能另寻出路,于是,我国便在2011年启动了TMSR科技专项,也就是未来先进核裂变能——钍基熔盐堆核能系统。
钍是一种稀土元素,虽然丰度不高,但比铀来说已经高的不是一点半点了,储量达到了22.42万吨,是铀资源的 5~8倍,若能够将钍用于生产核能,可保我国能源供应万年无忧,而且我国早就解决了钍的分离提纯问题,所以发展这种清洁能源,对于我国来说就显得十分重要了,那钍基熔盐相较于传统的反应堆,到底有什么优点呢?钍基熔盐反应堆有什么优点首先就是熔盐堆可有效利用核资源和防止核扩散。
传统反应堆所产生的核废料中,有大量易于生产核武器的核燃料钚-239,如果将这些钚-239制成核武器,后果不堪设想,存在核武器扩散的风险。
而钍燃料循环不适于生产武器级核燃料,只能用于产生核能,更加安全高效。
更重要的是钍基熔盐堆更加方便推广。
传统核电站为了带走运行过程中产生的多余热量,就需要大量的水来进行冷却,以维持核电站的正常运行,因此建造地点就有了诸多限制,往往只能选择在海边等水量充沛的地方。
而钍基熔盐堆只需要少量的水就可以运行,即使在内陆干旱或者沙漠地区都能实现高效发电。
正是因为这诸多优点,美国早在20世纪40年代末就开始进行熔盐堆的研发。
到了1965年,更是建成了液态燃料熔盐实验堆,也是唯一成功实现钍基核燃料运行的反应堆,然而就在美国成功后的十年,使用钍-232的熔盐堆计划却被废弃了,发展到现在更是被我国领先,这又是为什么呢?美国为何没有继续发展这是因为在当时,各国对于核能发电存在有不同的态度,核能在发电时会产生大量的放射性物质,需要进行特殊的防护设施,而美国当时属于美苏争霸时期,对于熔盐燃料中镧系和锕系元素的溶解性以及热交换器中金属团聚问题都难以解决,当时没有太多的时间供美国继续研究。
另外就是钍基熔盐堆中的燃料——熔盐,在高温下对管道有腐蚀作用,辐照损伤会严重影响材料的机械性能和耐腐蚀性能,一旦出现泄漏 后果可不堪设想,最终美国也只能放弃。
而我国的钍基熔盐堆已经解决了原料问题,甘肃威武的钍基熔盐实验堆启动调试各参数,已满足发电条件。
据中科院院士透露,我国的钍基熔盐堆核能系统将于2030年实现商业应用,也将成为世界上第一座商业化运营的钍基熔盐堆,对于我国和全世界的清洁核能发展具有划时代的技术创新意义。

 
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