中国手里握着全球最多的钍资源,探明量占世界四分之三多点,这种东西常跟稀土矿一块儿出现,开采稀土时顺带就能把钍弄出来,省了不少事儿。
钍作为核燃料,潜力巨大,一吨钍的发电量顶得上两百吨铀。
要知道,中国已探明的钍有140万吨,够全国14亿人用上两万年。相比铀,钍提纯简单,不用海水冷却,还能减少核扩散的风险,因为它反应后基本耗光,不会剩太多能造武器的钚。
早年间,美国人就盯上钍了,上世纪60年代在橡树岭实验室搞过熔盐堆实验,但本土钍少,技术卡壳,就搁置了。
中国从2011年启动钍基熔盐堆项目,属于国家战略先导专项,上海应用物理研究所带头,集结材料、核物理和工程团队。选址甘肃武威的沙漠地带,就是看中那儿干燥,远离水源也能建堆。
项目从概念到动工,花了好几年准备,2018年基地开工,2020年1月正式建2兆瓦液态燃料实验堆。
建堆过程中,最大的难题是熔盐的腐蚀性,高温下700度,普通合金撑不住。
团队从2018年起试了各种材料,先用镍基合金,但效果一般,后来加铬钼钨,调比例上百次。实验室里模拟环境,浸泡测试数百小时,才找到耐蚀的合金。
堆芯用石墨反射中子,优化设计确保效率。2020到2022年,装设备时,燃料回路系统国产化超九成,泵用磁悬浮,减少磨损。冷态测试验证熔盐流动,模拟运行上千次。
2023年8月,堆第一次临界,中子通量达标,核反应启动。工程师们实时盯温度辐射,调试几个月。2023年10月零功率实验,收集数据调模型。
2024年6月满功率运行,热输出稳在2兆瓦。冷却靠空气塔,不用水。10月加钍实验,把钍盐注入堆芯,观察钍232转铀233。过程几周,数据齐全。
2025年11月宣布转换成功,这是全球头一遭,在运行堆里实现钍铀循环。
钍燃料的优势在于高效和安全,液态盐载体,压力低,接近大气压,不易爆。废料少,长寿命放射物减半。相比福岛那种铀堆水冷,钍堆熔盐异常时快速凝固,防泄漏。
中国资源多,开采成本低,还伴生稀土。印度也试过钍,但材料关没过。中国团队积累专利近千项,供应链全自主,从泵阀到传感器。
现在,项目转入示范阶段。2025年计划在戈壁建10兆瓦钍基熔盐示范堆,2030年投运。这堆比实验堆大,但还不是商用规模,够区域供电或工业用。设计模块化,便于内陆推广。废物处理中心年排放控标准内,辐射本底评估过,周边生态没影响。
钍堆输出高温700度,可制氢或热利用,与太阳能互补。全球钍多,但中国领先,因资源和技术双重优势。未来2035年推100兆瓦工程,验证商用路径。这不只发电,还关乎能源独立,减少进口铀依赖。
开建10兆瓦堆后,数据会更丰富,优化燃料循环。钍注入后,中子轰击转铀233,闭合循环。控制棒硼化物,紧急停堆可靠。通风滤放射气,排放监测严。
全球看,中国独领风骚,美国重启兴趣,但进度慢。印度卡材料,中国已过关。
美国弃钍,中国捡宝。资源加技术,弯道超车。未来,钍熔盐堆或成无限能源钥匙。
这突破标志中国核能新阶段,够用两万年资源,安全高效,开建全球首座,值得关注。
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