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中国首发“无水核反应堆”
网友【lookback】 2021-07-20 09:57:57 分享在【聚焦美中不卒】版块    8623    1    23

近期国内的一研究团队公布了一个商用核反应堆的设计方案,预计这将是世界上第一个不需要水进行冷却的核反应堆。该系统可以在偏远的沙漠地区建造,为人口更密集的地区提供电能。

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1. 在沙漠地区发电的新清洁能源,还能为军舰提供动力

由液态钍而非铀提供动力的熔盐反应堆也比传统反应堆更安全,因为一旦发生泄漏,熔融钍会迅速冷却和固化,从而减少向环境中散发的辐射。

第一个商业反应堆的建设工作将于2030年完成,政府计划在中国中部和西部的沙漠和平原上建设几个反应堆,同时也可能考虑为一些签署了“一带一路”倡议的国家建造这些反应堆。与铀不同,钍不能用于制造核武器。

上海应用物理研究所的严锐教授及其同事上周在中国期刊《核技术》上发表的一篇论文中写道,“小型反应堆在效率、灵活性和经济性方面具有显著优势。它们可以在未来向清洁能源的过渡中发挥关键作用”。

熔盐反应堆项目的一个重要推动因素是,中国计划将在2060年前实现碳中和。根据官方计划,人口稀少的西部的反应堆,再加上风力和太阳能发电厂,将为人口密集的东部地区提供清洁、稳定的电力供应。该技术还可以为中国航母和潜艇等军舰提供新能源。

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钍基熔盐反应堆(左下)将与风能和太阳能发电厂等可再生能源合作,生产清洁、稳定的能源。图源:中国科学院

2. 中国引领全球熔盐堆研发,可为10万居民提供电力

熔盐反应堆具有多用途、体积小和高度灵活的优点,它和小型反应堆一样容易设计。近年来,小型熔盐反应堆的潜力引起了国际社会的关注。

反应堆以液态盐而不是固体燃料棒为动力的概念在20世纪40年代就已经出现了,在随后的10年里,美国开始了一项实验计划,用这种技术制造一架轰炸机。上世纪60年代,美国建造了一座设施以测试该技术的发电能力,而法国、前苏联和日本等国家也启动了类似项目。

不过这些早期的项目都失败了,因为它们无法解决管道因被放射性熔盐腐蚀而容易破裂等问题。但科学家们从这些实验中学到了很多,近年来,国内该领域的研究人员得到了政府的稳定支持。

2011年,中国批准在甘肃省沙漠城市武威建造钍基熔盐堆核能系统(TMSR)原型。与此同时,来自全国各地的研究团队被动员起来,以解决那些让之前的尝试失败的技术问题,比如开发一种合金,可以在近1000摄氏度的温度下承受钍盐辐射。

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尽管该项目去年因疫情的原因落后于计划,但TMSR的建设工作将于下月完成,设备的试运行最早可能于9月开始。虽然原型机只能产生2兆瓦的能量,但如果它成功了,这将是该理论第一次被付诸实践。

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由严和他的同事设计的商用反应堆可以产生高达100兆瓦的电能,虽然比铀反应堆还小,但仍足以为一个拥有10万居民的现代居民区提供电力。

它比传统的核技术更安全,因为一旦发生事故,熔盐会落入地下容器。研究小组写道:“由于它的熔点很高,熔融盐将迅速冷却和凝固,而不会直接释放固体和液体的流出物,从而防止放射性进一步扩散到环境中。”

建立熔盐反应堆另一个原因是,中国拥有世界上最大的钍储量。钍是一种银质金属,放射性较弱。根据一些计算,它足以满足中国至少2万年的能源需求。相比之下,中国的铀储量在所有有核能力的国家中是最低的,铀短缺可能会影响中国的能源安全。

出处:金投网

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