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国际上总有人宣称中国缺乏铀矿资源,发展核能只能依赖外部供给?

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当全球各国为争夺有限的铀矿资源展开激烈博弈时,我国已在西北荒漠深处悄然启动了钍基熔盐堆的运行进程!

这一进展远非普通的技术进步,而是为中国能源战略注入了一颗强劲跳动的“心脏”,其深远意义令西方科技界震惊不已,这项突破性实践堪称惊艳。

传统核电太浪费

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提到核电站,公众往往联想到高科技与清洁能源,但现实是,传统反应堆依赖铀-235作为燃料,真正参与裂变释放能量的部分不足1%,其余超过99%最终转化为难以处置的高放射性废料。

而中国在甘肃武威推进的钍基熔盐堆项目,则走出了一条高效节俭的新路径。借助在线燃料循环系统,可将98%以上的钍资源充分转化为可用能量。

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2023年10月,实验堆成功实现钍向铀-233的转化循环,标志着理论构想正式迈入工程验证阶段。

用数据说话:每吨钍释放的能量等效于350万吨标准煤燃烧所产生的热值,或相当于200吨天然铀的发电能力。换算成电力输出,理论上1吨钍可发电达300亿度;即便考虑实际损耗,保守估计也能稳定产出113亿度电。

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以去年全国约10万亿千瓦时的用电总量计算,仅需不到900吨钍,就能满足全国一年的电力需求。

更令人振奋的是,我国钍资源储量极为丰富,仅内蒙古包头市境内的白云鄂博矿区就探明含有高达140万吨的钍元素!

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过去这些钍多为稀土开采过程中的伴生副产品,并未被重视,如今却成为国家战略级能源储备。若全面启用钍基反应堆技术,现有储量足以支撑全国电力供应长达1600年。

即使仅用于替代当前核电装机总量的5%,也可维持三万年以上,彻底摆脱“贫铀国”的标签,牢牢掌握能源自主权。

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靠物理定律自动保安全

一提起核能利用,公众常会联想到切尔诺贝利和福岛核事故带来的灾难性后果。传统压水堆依赖多重主动防护机制,包括冷却系统、应急电源和人工干预,一旦发生断电或设备故障,极易引发连锁反应。

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钍基熔盐堆则从根本上重构了安全逻辑——它把安全保障建立在不可违背的自然规律之上,无需人为介入即可实现本质安全。该系统如同燃气灶具,必须由外部中子源持续“点火”才能维持链式反应;一旦失去动力或遭遇地震等突发状况,反应立即停止,杜绝了失控风险。

尤为精妙的是“冷冻塞”设计:在反应堆底部设置一个低温固化的盐塞,当温度异常升高至预设阈值时,塞子迅速融化,依靠重力作用打开泄流通道。

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含燃料的高温熔盐将在30秒内自动排入地下专用储存罐,在空气中快速凝结固化,有效封存放射性物质,防止泄漏扩散。

整个应急流程完全不依赖电力驱动或操作人员响应,仅凭热力学原理与重力机制完成,从源头上根除了堆芯熔毁的可能性。

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与此同时,其产生的核废料量仅为传统铀反应堆的千分之一,且放射毒性持续时间由数十万年缩短至数百年级别,后期处理难度大幅降低。

从此,核安全不再是一道复杂的人工管理难题,而变成一道遵循物理法则即可解答的简单方程。

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不跟别人抢铀中国领跑全球

为何中国执意开辟这条新赛道?原因在于国内天然铀资源相对匮乏,若长期追随欧美发展铀基核能体系,能源供应链势必受制于国际市场波动。而我国拥有得天独厚的钍资源优势,弃之不用实属可惜。

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事实上,钍基熔盐堆的概念最早源于美国,上世纪六十年代橡树岭国家实验室曾开展相关研究,但由于材料耐腐蚀性差、工程技术瓶颈难解等原因最终搁置。

这份曾被遗弃的技术蓝图,在中国科研团队手中焕发新生。以上海应用物理研究所徐洪杰领衔的研究队伍自2017年承接项目以来,攻克了一系列世界级技术难关,涵盖高温合金材料、液态燃料控制、远程运维等多个领域。

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到2024年,中国已建成并运行全球首个达到满功率运行状态的钍基熔盐实验堆,走在世界前列。

目前美国仍处于实验室模拟与小规模测试阶段,而中国不仅实现了真实环境下的稳定运行,还正积极推动《钍基熔盐堆安全标准》纳入国际原子能机构(IAEA)规范体系。

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这与当年华为主导5G通信标准的战略如出一辙——不仅要做到技术领先,更要掌握规则制定权,引领全球发展方向。曾经我们四处寻找铀矿合作机会,如今我们正在定义下一代清洁能源的标准形态,这步战略布局极具前瞻性。

当然也要保持清醒认知:从实验堆迈向大规模商业化应用仍有诸多挑战待突破。例如反应堆内部关键组件如高温泵、调节阀等核心部件,当前平均使用寿命约为1.2万小时,距离商用所需的5万小时目标尚有差距。

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此外,社会大众对核技术仍存有一定心理顾虑,需要通过系统化科普宣传增强公众信任,提升接受度。

但无论如何,武威实验堆的成功运行为我国开辟了一条全新的能源路径。它不仅意味着可供使用三万年的清洁电力潜力,更象征着中国在高端能源科技领域的自主创新能力和战略定力。

结语

无需再参与国际铀矿争夺战,凭借自身丰富的资源禀赋与自主研发的核心技术,中国已具备掌控未来能源命脉的能力。

待此项技术全面成熟推广后,不仅能为本国提供持久稳定的绿色电力,更有望为全球应对能源危机与碳排放问题贡献中国方案,这才是负责任大国应有的格局与担当!

参考资料:新浪财经《展品推介|实现全球首堆满功率运行的我国钍基熔盐堆即将亮相中国工博会》