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2025-11-02 1
11月1日,“中国核能科技实现全新突破”上了头条热榜。
这里面“全新突破”具体指的是什么?指的是用我国储量丰富的钍(读作 tǔ)作核燃料。
之所以说是突破,是因为过去这些年的核燃料几乎都是铀。学过中学化学的都知道,铀可以直接裂变释放巨大能量。
铀
但是这里有个问题,目前中国铀资源基本靠进口,主要来自哈萨克斯坦、纳米比亚、俄罗斯等国家。我国的铀资源很大程度上需要依附其他国家,供应受制于其他国家,一旦局势紧张供应中断,会影响我国核电站的运行。而且铀作为一种全球交易的商品,价格受国际市场影响很大,不受中国控制。而且铀是一种真正的“贵”金属,铀矿的开采、提炼成本都很高。
同时,铀裂变后产生的废料放射性极高,处理起来非常困难,安全要求极高。除此之外,铀燃料堆必须依赖大量水进行降温,否则容易过热甚至发生熔毁。这些问题长期限制了我国核能产业的发展,使核电布局受地域和资源的限制,难以更加广泛地进行推广。
现在情况完全不同了!我们发现钍可以用来代替铀作为核燃料。
钍虽然不能像铀那样直接裂变产生能量,但是给它打一束中子就能变成铀。不仅在市场上钍的价格远远低于铀,而且中国钍资源的含量极为丰富。只要一束中子,不值钱的钍就可以立马变身为高贵的铀。而且方便的是,钍甚至不需要特地开采,开采稀土时可以被顺便带出来。
现在有了钍,中国的核能产业不再受资源限制,可以自主保障燃料供应。除此之外,还有惊喜。
以前的核反应堆的原理是以铀为燃料,中子撞击铀核,发生裂变释放能量,被水吸收产生蒸汽,蒸汽推动机器发电。这个过程需要大量的水冷却。产生的废料放射性很强,需要复杂的处理过程。但是现在新的钍基熔盐堆,就是把钍放在高温下融化成液体的盐里,用中子把钍变成能裂变的铀,再不断释放热量,同时盐液流动带走热量用来发电。
以前的核反应堆必须用大量水来冷却,所以只能建在海边、河边或湖边。
秦山核电站
钍基熔盐堆不需要大量水冷却,因此可以建在沙漠里,远离城市和人群。即便发生事故或燃料泄露,由于距离和核反应液态燃料的特性,对人的伤害也会大大降低,同时对环境的影响也比传统核反应堆要小得多。
钍基熔盐实验堆厂房
而且,从安全性来说,钍基熔盐堆更不容易出事。之前的核电堆像高压锅,需要工作人员进行精细的控制,否则有爆炸的风险。钍基熔盐堆温度高了,自己会进行调整。这就是“熔盐”的优势。
除此之外,钍基熔盐堆使用燃料的效率非常高,可以把燃料的能量发挥得更加充分。而且在环保上面,相对于传统的核反应堆,优势非常明显,几乎不排放污染物。释放出来的高温不仅能发电,还可以有很多其他作用,比如用来做氢气或者储能。或许还可以再搭配上太阳能、风能,形成互补的能源体系。
问题在于,钍变成铀的技术,中国成熟吗?我查了下资料,中国已经能在小型实验里把钍成功变成能用的核燃料,这至少可以说明技术方向是对的,也掌握了基本功。但目前来看,要做到大规模稳定地使用,还需要一定的时间。但我相信,时间不久了。
总的来说,钍基熔盐堆完全可以是中国能源发展的一个大突破,因为中国钍资源丰富,有了自己的矿,就不用担心在燃料资源上受制于人。只要继续打磨把钍变成能用的核燃料的技术,中国就能完全靠自己家的钍来作为核反应燃料,不用看别人脸色,到时候核能会真正全方位地变成稳定的国产能源。
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