2021-07-21 10:46

中国正在推进一个实验性反应堆的开发，这将是世界上首个此类反应堆，但可能被证明是追求清洁和安全核能的关键。据悉，中国打算在未来几个月完成在西部城市武威建造的熔盐核反应堆原型，之后计划在类似的环境下建立一些规模更大的核电站。

由于核反应堆能够在发电的同时产生极低的碳排放，因此在可持续的能源生产方面具有明显的优势。但是，这项技术没有在世界范围内得到广泛采用有着显而易见的原因，其中许多原因都源于对铀和钚作为燃料的依赖。

铀不仅昂贵和稀有，还可以用来制造核武器。这些反应堆还会产生需要安全储存的放射性废料，并具有灾难性熔毁的切实风险，正如2011年福岛核事故所见。

自20世纪40年代以来，科学家们一直在探索一种被称为熔盐反应堆的替代方案，它承诺了一种安全得多的未来方法。这些反应堆使用的是储量丰富的银色金属钍，而不是铀和钚，这种金属很难用来制造炸弹。此外，这些反应堆的运行方式也不会像传统反应堆那样带来同样的危险。

这是因为钍不是固体燃料棒，而是溶解在高温下流经反应堆的熔盐中。在这种形式下，液态盐充当冷却剂，不需要高压水冷却系统，如果发生事故并且燃料暴露在空气中，它会迅速冷却变成固体。 与放射性物质迅速扩散并覆盖大片区域的常规核反应堆相比，这显着限制了周围环境的潜在污染。

上图：上世纪70年代的第一次钍盐实验。

尽管熔盐反应堆前景光明，但其背后的技术进展缓慢。实验于上世纪六七十年代在美国进行，然后在亚洲和欧洲进行。最近，我们也看到荷兰的一个研究小组开始了实验，旨在将这项技术转化为工业规模的能源。

近年来，中国在此领域一直处于领先地位。2011年，中国就批准了在甘肃省武威市建设一个钍熔盐反应堆的计划，并要求中国科学家开发运行该反应堆的技术。据悉，这个两兆瓦的原型反应堆将于下个月竣工，第一次测试最早可能在9月份开始。

如果这些计划得以实现，该设施将成为世界上第一个可运行的钍熔盐反应堆。中国的科学家们希望以此为跳板来开发更大的钍熔盐反应堆，这种反应堆可以产生高达100兆瓦的能量，计划在其他几个沙漠地区使用，每个反应堆可以为10万居民提供足够的电力。第一座商业反应堆的建设预计将于2030年完成。


上图：我国钍基熔盐堆核能系统的核心设备。

该计划是宏伟的，但问题依然存在，特别是与过去困扰这项技术的技术障碍有关。熔盐反应堆必须应对的一个主要问题是腐蚀，放射性的熔盐容易侵蚀管道或其他部件。

另一个与驱动能量产生的过程有关。 传统的核反应堆能够以一种导致链式反应和持续能源生产的方式分裂铀原子，而钍本身没有足够的裂变材料来完成这一切。 这意味着无论如何它都需要与铀或其他有助于触发必要反应的材料混合。

这意味着钍核反应堆以前从未在商业规模上得到过验证，而且很多人都抱有怀疑态度。无论如何，自该项目十年前启动以来，中国科学家一直在该领域带头进行研究和开发，也许，现在正是真正展示成果的时候了。