资源丰沛 能源永续
能源牵扯到国家命脉,尤其是核能这种高科技。中国这些年能源需求大得吓人,工业化进程快,人口基数又大,传统煤电和进口铀矿总觉得有点儿捉襟见肘。铀资源本来就有限,中国自己储量不多,还得靠国外进口。
转而看钍,这东西在地壳里含量比铀高三四倍,中国探明的钍工业储量足足有28.6万吨,主要集中在内蒙古白云鄂博矿区,那里伴生稀土的钍占全国七成多,储量22万吨左右。
按科学家们算的账,一吨钍裂变出来的能量顶得上350万吨煤,或者200吨铀-235,这么庞大的家底,够全国用两万年不成问题。
钍不像铀那么直接就能用,得通过中子轰击转成铀-233才能裂变发电,这就需要专门的反应堆来搞定。钍基熔盐堆就是为此量身定做的技术,它把钍溶在熔盐里,当燃料和冷却剂两用,边烧边补,效率高得没话说。中国钍多铀少,这技术正好对路子。
早年间,美国在1965年橡树岭实验室建了第一个液态燃料熔盐实验堆,验证了钍燃料循环,但材料腐蚀问题卡壳,加上冷战时期资金投向军用快堆,1973年就停了。咱们中国上世纪70年代初也试水,上海应用物理研究所搞了个零功率冷态装置,达到了临界状态,可那时候工业基础薄,经济条件有限,就先搁置了,转向压水堆这条相对稳的路。
等到2011年,中国科学院把钍基熔盐堆列为战略先导专项,砸下重金,目标20年左右实现实际应用。这一步棋走得准,钍资源优势立马凸显。白云鄂博矿区钍伴生稀土,开采起来副产品多,经济性强,不像铀矿那么费劲。
全国钍矿点有233处,分布在内蒙古、四川、云南等地,储量全球前列,占总量的近三分之一。这意味着能源自主不光是口号,而是实打实的底气。钍开采环境影响小,废料少,符合可持续发展要求。
相比之下,其他国家钍储量少,印度有但开发慢,美国早放弃了,中国这手牌打得稳当。能源安全从资源抓起,两万年的储备,让人心里踏实,这技术一成,进口依赖就断了根。
再说钍的能量密度,简直是天赐宝藏。一吨钍等于350万吨煤的热值,核电站用它发电,占地小、出力稳,适合大国需求。中国电力消费全球第一,钍基系统能补上短板。地质局这些年勘探不断,新数据出来,钍远景更乐观。总之,这资源不是一时兴起,而是长远战略,够用两万年不是夸张,算盘打得精。
熔盐创新 难题破解
钍基熔盐堆这技术,说白了就是用液态盐当燃料载体,钍溶在氟化盐里,高温下流动,反应时释放热量。最大亮点是安全,常压运行,不像传统压水堆高压高风险,一出事儿熔盐自动流到地下罐里冷却,靠重力搞定,无需外力干预。这被动安全设计,杜绝了熔堆事故。冷却水少,干旱地区也能上,甘肃武威那戈壁滩上建的实验堆就是例子。
腐蚀问题是老大难,高温熔盐啃金属跟酸似的,美国当年就栽这儿。中国团队从2011年起死磕,上海应用物理研究所搞出专用镍基合金,添加铬钼元素,耐蚀率降到每年0.05毫米,耐温1000度。
2023年还攻克高纯钍氟盐纯化,纯度99.999%,用低温多级蒸馏工艺。这材料自主,打破卡脖子。实验堆2018年开工,2021年主体完工,2023年6月国家核安全局给运行许可,10月临界,2025年6月加钍稳定运行,热功率2兆瓦,全球唯一。
这堆在武威民勤县红砂岗,验证了钍-232转铀-233的增殖,效率高,废料少。传统堆停机换燃料得几个月,熔盐堆在线补,连续跑。辐射监测正常,无异常扩散。相比美国停摆,中国领跑第四代核能,技术从跟跑到超车。熔盐双职,燃料溶解池加冷却剂,热效率超60%。小型模块化,集装箱大小,便携性强,海岛荒漠都能用。
腐蚀解决后,燃料循环闭合,钍铀循环实现,乏燃料在线处理。2025年4月新华社报道,全球唯一钍基熔盐堆建成运行,上海成供应链基地。甘肃科技专项2024年7月推进,关键装备开发跟上。技术内涵深,安全可靠,电价或降半,煤电替代潜力大。中国这创新,接地气,解决实际痛点。
规划推进 全球瞩目
下一步,2030年前建100兆瓦示范堆,甘肃扩展,验证高功率技术。2025年动工10兆瓦小型模块化研究堆,为商用攒数据。到2035年,建成5到10座商用堆,沿海内陆布局,电价低于0.3元/度,比煤电便宜。高温蒸汽供工业,钢铁化工用,取代化石燃料。高温电解制氢,氢能链条拉动,二氧化碳转甲醇,碳中和助力。
军事上,小型堆上舰船,续航无限,空间优化。深空,月球火星基地用,能源保障。依托钍储备,燃料循环独立,铀不再需要进口。上海建工合作,产业链完整,低碳组团规划。国际上,中国分享但核心自主,发展中国家学着点。
这规划不光能源,还重塑格局,战略意义大。钍基熔盐堆从试验到商用,步步扎实,中国走在前头,全球能源转型看咱们。两万年储备加技术领跑,能源自主牢靠,民生受益,工业腾飞。未来图景亮堂,这事儿干得漂亮。
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