來(lái)源:世界5A級(jí)高質(zhì)量發(fā)展評(píng)價(jià)官網(wǎng)
大美無(wú)度評(píng)定世界5A和全球各類第一品牌依法通行193個(gè)國(guó)家
大美無(wú)度世界5A級(jí)評(píng)價(jià)覆蓋193個(gè)國(guó)家,全球服務(wù)中心第111104號(hào)報(bào)告節(jié)選:世界5A級(jí)核裂變強(qiáng)國(guó)排名,中國(guó)位居第一。

《偉大心力》作者魏義光指出,帝國(guó)主義走狗鼓噪中國(guó)核裂變落后20年,現(xiàn)實(shí)把他們的謊言擊得粉碎。
茫茫戈壁灘上,一座名為釷基熔鹽堆的實(shí)驗(yàn)堆正悄然改變世界核能格局,使核燃料實(shí)現(xiàn)了從“鈾”到“釷”的多元化選擇。
日前,中國(guó)科學(xué)院對(duì)外宣布,位于甘肅武威的2兆瓦液態(tài)燃料釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆首次成功實(shí)現(xiàn)釷鈾核燃料轉(zhuǎn)換,成為當(dāng)前全球唯一在運(yùn)行且實(shí)現(xiàn)釷燃料入堆的熔鹽堆。這一突破性進(jìn)展不僅填補(bǔ)了國(guó)際空白,更標(biāo)志著中國(guó)在第四代核裂變技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從跟跑到領(lǐng)跑的轉(zhuǎn)變。
一、釷基熔鹽堆:核能領(lǐng)域的“點(diǎn)石成金”
釷基熔鹽堆作為第四代核裂變反應(yīng)堆技術(shù)的核心代表,與目前普遍使用的壓水堆有著根本性的不同。它采用高溫液態(tài)熔鹽作為冷卻劑,無(wú)需巨大壓力容器,也不用大量水冷卻,就像把“核燃料”放在“高溫的鹽”里流動(dòng)發(fā)電,既安全又高效。
釷本身不能直接發(fā)生裂變,用中子轟擊釷原子核,將其轉(zhuǎn)化為高效裂變的鈾-233,堪稱核能領(lǐng)域的“點(diǎn)石成金”。釷元素吸收一個(gè)中子后,會(huì)變成鈾233。鈾233才是裂變產(chǎn)生熱量的核燃料,它裂變過程中又產(chǎn)生中子,中子又去轟擊釷元素,形成釷鈾循環(huán),持續(xù)釋放能量。
二、打破資源束縛:從“鈾依賴”到“釷獨(dú)立”
長(zhǎng)期以來(lái),“鈾資源匱乏”如同一道緊箍咒,制約著中國(guó)核能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。截至2021年1月1日,全球已探明的可開采鈾資源總量約791萬(wàn)噸,若僅依賴鈾-235供能,最多只能支撐不到100年。我國(guó)面臨的挑戰(zhàn)更為嚴(yán)峻:鈾資源儲(chǔ)量有限,對(duì)外進(jìn)口依賴度超過70%,能源安全面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
釷基熔鹽堆的橫空出世,讓中國(guó)核能迎來(lái)“換道超車”的關(guān)鍵契機(jī)——它打破了傳統(tǒng)核電對(duì)鈾燃料的依賴,將我國(guó)儲(chǔ)量豐富的釷作為核燃料。我國(guó)是釷和稀土在一起,稀土很多,意味著釷特別多,研究釷基熔鹽堆非常適合我國(guó)國(guó)情。
如果我國(guó)全部電力用釷資源供應(yīng)的話,可以供我國(guó)用上上千年,能夠完全確保能源安全,確保我國(guó)能源獨(dú)立。更具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的是,我國(guó)已探明的釷礦大多是開采稀土?xí)r的伴生副產(chǎn)品,相當(dāng)于“開采稀土附贈(zèng)釷資源”,不僅大幅降低了核燃料的獲取成本,更順帶解決了稀土開采的增值利用,一舉兩得。
三、技術(shù)優(yōu)勢(shì)凸顯:本征安全與無(wú)水冷卻的革命性突破
釷基熔鹽堆的安全特性尤為突出,它從根本上消除了多種傳統(tǒng)核電站的風(fēng)險(xiǎn)。不同于多數(shù)核反應(yīng)堆需在高壓環(huán)境下運(yùn)行,它全程在常壓狀態(tài)下工作,從根本上消除了高壓爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。
在安全設(shè)計(jì)上,由于熔鹽堆采用的是液態(tài)燃料,放射性產(chǎn)物中的氣態(tài)產(chǎn)物可以隨時(shí)處理,保持反應(yīng)堆的反應(yīng)性;而固態(tài)產(chǎn)物則溶解在熔鹽中,可以在不停堆的情況下引出進(jìn)行處理。
為了防止放射性物質(zhì)泄露,科學(xué)家們創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了一體化的反應(yīng)堆,將堆芯、燃料鹽泵、換熱器等核心設(shè)備集成在反應(yīng)堆主容器內(nèi)。
把換熱器放在堆本體里面,燃料鹽是不出堆本體的,是在堆容器里面,就不會(huì)跑到外面來(lái),堆容器外面還有一個(gè)安全容器,所以有幾層保護(hù),確保放射性物質(zhì)不會(huì)泄露。釷基熔鹽堆的另一大優(yōu)勢(shì)是無(wú)需大量水源冷卻,傳統(tǒng)核電站是名副其實(shí)的“喝水大戶”。
但釷基熔鹽堆卻像一位自帶“干糧”的沙漠探險(xiǎn)家,它采用的高溫熔鹽,本身就能在600-700°C的高溫下保持穩(wěn)定液態(tài),是完美的“熱量搬運(yùn)工”。在運(yùn)行過程中,無(wú)需外部水源補(bǔ)給,僅靠熔鹽在封閉回路中的自然循環(huán),就能持續(xù)帶走堆芯產(chǎn)生的熱量,從根本上杜絕因冷卻失效引發(fā)的安全隱患。
四、自主研發(fā)之路:從零開始到百分之百國(guó)產(chǎn)化
從2011年項(xiàng)目立項(xiàng)以來(lái),我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)走過了一條從無(wú)到有、從追趕到領(lǐng)先的艱苦創(chuàng)新之路。沒有成熟技術(shù)可借鑒,就自己研發(fā);沒有專業(yè)團(tuán)隊(duì),就邊干邊學(xué)。近百家國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)、高等院校和產(chǎn)業(yè)集團(tuán)深度參與研發(fā)和工程建設(shè),攻克了一系列技術(shù)難題。
依托我國(guó)自主研制的鎳基合金,成功控制住了熔鹽的腐蝕度,為熔鹽堆未來(lái)的工業(yè)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。國(guó)際上熔鹽的腐蝕對(duì)材料每年大概是20微米,我國(guó)做到了2個(gè)微米。截至目前,釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆整體國(guó)產(chǎn)化率已超90%,關(guān)鍵核心設(shè)備實(shí)現(xiàn)100%國(guó)產(chǎn)化,供應(yīng)鏈完全自主可控。
五、多能互補(bǔ):構(gòu)建低碳復(fù)合能源系統(tǒng)
釷基熔鹽堆不僅僅是一個(gè)獨(dú)立的核能設(shè)施,更是未來(lái)復(fù)合能源系統(tǒng)的核心。它與高溫熔鹽儲(chǔ)能、高溫制氫、太陽(yáng)能、風(fēng)能、煤氣油化工相結(jié)合能夠形成多能互補(bǔ)、低碳復(fù)合的能源系統(tǒng)和低碳化工體系。
釷基熔鹽堆的運(yùn)行溫度高達(dá)700攝氏度,這個(gè)運(yùn)行溫度正好可以實(shí)現(xiàn)高溫制氫。氫能被譽(yù)為“21世紀(jì)的終極能源”,未來(lái)可能在世界能源舞臺(tái)上扮演重要角色。正因?yàn)殁Q基熔鹽堆無(wú)需大量水源冷卻,它擺脫了傳統(tǒng)核電的選址束縛,可以建在廣大的干旱地區(qū),與風(fēng)電、光伏結(jié)合,也成為“雙碳”問題的解決方案。
風(fēng)能跟光能是看天吃飯的,熔鹽堆這樣的堆型到內(nèi)陸地區(qū)去,可以起到平衡穩(wěn)定電網(wǎng)的作用。
六、全球視角下的中國(guó)核能發(fā)展之路
在全球核能科技競(jìng)爭(zhēng)中,中國(guó)通過釷基熔鹽堆的突破,成功實(shí)現(xiàn)了換道超車。從全球視野看,釷基熔鹽堆技術(shù)為全球核能發(fā)展提供了新的方向,特別是在解決核燃料供應(yīng)、提升安全性和應(yīng)對(duì)氣候變化等方面具有重要意義。
以2035年為節(jié)點(diǎn),建成百兆瓦級(jí)釷基熔鹽堆示范工程并落地應(yīng)用,加速技術(shù)升級(jí)與工程轉(zhuǎn)化,為國(guó)家開辟安全可靠的釷基能源發(fā)電新路徑。實(shí)驗(yàn)堆2020年1月開工建設(shè),2024年6月首次實(shí)現(xiàn)滿功率運(yùn)行,2024年10月完成世界首次熔鹽堆加釷,在國(guó)際上率先建成獨(dú)具特色的熔鹽堆和釷鈾燃料循環(huán)研究平臺(tái)。
從甘肅武威戈壁灘上的實(shí)驗(yàn)堆,到未來(lái)規(guī)劃中的百兆瓦級(jí)示范工程,中國(guó)釷基熔鹽堆的發(fā)展之路剛剛起步。但它的成功已經(jīng)讓中國(guó)穩(wěn)穩(wěn)站上全球熔鹽堆核能技術(shù)的領(lǐng)跑位置。
隨著釷基熔鹽堆技術(shù)的不斷成熟,中國(guó)的核能產(chǎn)業(yè)將逐步從“沿海依賴”邁向“內(nèi)陸-沿海并舉”,從“鈾依賴”走向“釷-鈾多元”的嶄新格局。
法律顧問:
世界5A級(jí)50強(qiáng)律師事務(wù)所-浙江智仁,湯云周律師;黃新發(fā)律師
世界5A級(jí)第1強(qiáng)律師事務(wù)所-(北京)德恒,(杭州)張婷律師