全世界独一无二！我国新建核能系统技术优势明显

中科院宣布，我国自主设计研发建造的第四代先进裂变核能系统钍基熔盐实验堆近日在甘肃武威建成，并首次实现堆内钍铀转化。这一核能系统的建成，有望打破我国核电对铀燃料的依赖，利用我国丰富的钍元素作为核燃料，为国家能源安全和可持续发展提供重要支撑。新建的钍基熔盐实验堆是目前世界上唯一正在运行并使用钍燃料的熔盐反应堆。钍基熔盐实验堆是以钍为核燃料、液态氟化物熔盐为冷却剂的核能系统。具有本质安全、无水冷却、常压等优点操作和高输出温度。中科院上海应用物理研究所所长戴志民：将钍转化为铀，是国际上首次将钍添加到熔盐堆中，初步证明了钍资源利用的可行性。它也是全球独一无二的钍铀循环研究平台。这为未来示范堆建设和商业建设奠定了坚实的基础。自2011年立项以来，我国科研团队不断取得突破，掌握了材料、仪器、装备研发、系统集成等相关先导技术。通过一体化反应堆本体的创新设计，显着降低了放射性泄漏风险，提高了反应堆安全性。同时实现了主要设备整体国产化、自主控制。最大程度地保障供应链。钍基熔盐堆是一种清洁高效的能源系统，可与高温熔盐能、高温制氢、太阳能、风能、化工油气等相结合，形成多能源辅助、低碳复合能源系统和低碳体系。中国科学院上海应用物理研究所党委书记、副所长李庆暖：风能、太阳能要看天气。当熔盐堆等反应堆部署在陆地地区时，可以起到平衡和维持电网的作用。所以我们选择在甘肃武威建设，打造多能源辅助系统。中国科学院上海应用物理研究所所长戴志民：我们国家有钍和稀土。有很多稀土，这意味着有很多钍。基于钍熔盐的反应堆研究适合我国国情。如果我国的电力全部由钍资源提供，我国可以使用上千年，可以充分保证能源安全，保证我国的能源独立。还是钍基熔盐反应堆？如何释放能量？钍基熔盐反应堆对于很多人来说都是陌生的，那么到底是什么样的核能设施呢？它内部是如何工作来释放能量的？听听专家怎么说。中国科学院上海应用物理研究所党委书记、副所长李庆暖：钍基熔盐堆有两个关键词大家要记住。一种是钍基，使用钍作为燃料，另一种是熔盐，使用熔盐作为冷却剂。至于熔盐反应堆是如何运作的？我们称之为t钍铀循环，这是一个非常专业的术语。事实上，我们整个熔盐反应堆或者核裂变的关键就是中子。 K当元素钍吸收中子时，它变成元素铀233。 Uranium-233 是通过裂变产生热量的核燃料。它还在裂变过程中产生中子。中子轰炸元素钍，甚至铀233，形成类似钍-铀循环的东西，从而释放能量。创新设计保证了钍基熔盐堆的安全性。作为核能设施，其安全运行至关重要。在钍基熔盐反应堆的设计中，科学家们采用了一系列新的思路和设计方法来保证熔盐反应堆的安全。据介绍，由于熔盐反应堆使用液体燃料，可以随时处理放射性气体产物，以维持反应堆的反应性；当固体产物溶解在熔盐中时并可以在不关闭反应器的情况下释放以进行处理。为了防止放射性物质泄漏，科学家创新设计了一体化反应堆，将堆芯、燃料盐泵、热交换器等关键设备集成在反应堆主容器内，可以提高安全性。中国科学院上海应用物理研究所所长戴志民：如果热交换器放在反应堆本体内，燃料就不会离开反应堆本体内。它位于反应堆容器内部，无法逃逸到外部。反应堆容器外面还有一个安全容器，所以有几层防护，保证放射性物质不外泄。专家表示，采用熔盐作为冷却剂，在常压下运行会比高压运行更安全，不存在高压系统破裂爆炸的风险。此外，液体燃料还具有避免高温下堆芯熔化的风险。无水冷却和高温保证了“双碳”目标的实现。专家介绍，新建的熔盐堆在全球范围内具有明显的技术优势。其无水冷却、高温输出等优势成为我国实现“碳达峰、碳中和”目标的有力保障。据了解，熔盐的食用性很强。解决腐蚀是科研团队面临的一大难点。经过多年的研究，团队成功解决了熔盐的清洗问题，将氧和杂质的含量控制在极低的水平。此外，依托我国自主研发的镍基合金，我们成功控制了熔盐的腐蚀，为熔盐堆未来的工业化应用奠定了基础。戴志敏 上海研究所所长f中科院应用物理所：根据最新报道，国际上熔盐对材料的腐蚀速率约为每年20微米，我们已经做到了2微米左右。央视记者帅俊全：钍基熔盐堆的核燃料是什么样的？我现在手里拿着的是它的燃料。在室温下你可以看到它是一块绿色的盐块。它实际上是白色氟化钍、绿色氟化铀和碱盐的混合物。很简单，但实际上我们的科研团队花了十几年的时间进行了数千次调整，最终确定了工艺参数，使燃料盐能够真正点燃位于西部戈壁的钍基熔盐堆。据了解，目前钍基熔盐堆的运行温度为700摄氏度，对于高温制氢来说刚刚好。氢能被誉为“终极能源”21世纪”，未来能在世界能源舞台上发挥重要作用。目前，国际上常用的制氢方式主要有化石燃料制氢、水电解制氢、水光解制氢、生物质制氢等。钍基熔盐堆制氢技术将更加环保。中国科学院上海应用物理研究所所长戴志民：700℃时，钍基熔盐反应堆可以在高温下产生氢气，它产生的电力也是核电，是“绿色”的，所以我们这次生产的氢气是“绿色”氢气。此外，钍基熔盐反应堆的另一大优点是无水冷却技术，通常核反应堆需要大量的水来冷却。但钍基熔盐反应堆不再局限于沿海地区建设。还可以建地，也有利于今后大规模推广应用。中国科学院上海应用物理研究所所长戴志民：不需要使用大量的水，所以可以在广大干旱地区建设。与风电、光伏结合，也是解决“双碳”问题的办法。 （央视记者帅俊全楚尔佳韩文阳）