这一刻,世界核能界的目光都聚焦在甘肃武威。
这片曾经以丝绸之路闻名的土地,如今正见证一场更为深刻的能源革命——中国自主研制的第四代核能系统,钍基熔盐实验堆,已正式建成并成功实现堆内钍-铀转化。
这不是普通的能源迭代。这是全球范围内唯一投入运行并实现钍燃料入堆的熔盐堆。它的背后,是一场关乎国家命运、挣脱能源枷锁的终极突围。
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能源困局,破局时刻
长期以来,中国的核电发展始终绕不开一个关键元素:铀。
然而,铀资源在我国储量有限,高度依赖进口。能源安全的命脉,岂能系于他人之手?
答案,就藏在另一种看似不起眼的元素里——钍。
我国是稀土大国,而钍常与稀土伴生。这意味着,在中国的土地上,蕴藏着极其丰富的钍资源。中科院专家直言:“如果全国电力全部由钍资源来供应,足以支撑中国用上上千年。”
从“受制于人”到“自给自足”,钍基熔盐堆的横空出世,彻底改写了游戏规则。这不再是一次简单的技术追赶,而是一次面向未来的能源规则制定。
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“戈壁上的绿色火焰”,如何点燃?
对于公众而言,“钍基熔盐堆”是个陌生的名词。它的核心奥秘,在于两个关键词:“钍基”与“熔盐”。
简单来说,这是一个将“钍”转化为可用核燃料的精妙装置。
其核心过程被称为“钍铀循环”。钍元素本身无法直接裂变,但它吸收一个中子后,会嬗变为铀-233——这是一种高效、优质的核燃料。铀-233裂变产生巨大能量和中子,新产生的中子又去轰击更多的钍,循环往复,链式反应就此形成。
整个过程,如同在原子层面跳起一支精准的“中子芭蕾”,将沉睡的钍元素,点石成金般转化为持续澎湃的绿色能量。
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颠覆性设计,重塑核安全边界
任何核能设施,安全永远是生命线。钍基熔盐堆从原理和设计上,就对传统核电站进行了一场安全革命。
首先,它拥有“天生”的安全基因。
传统核电站使用固体燃料棒和水冷却,存在高压风险。一旦冷却系统失效,后果不堪设想。而熔盐堆采用液态燃料,且运行在常压下,从根本上杜绝了堆芯熔毁和压力爆炸的风险。
其次,是“一体化”的堡垒设计。
科研团队创造性地将堆芯、泵、换热器等核心部件全部集成在一个主容器内。燃料盐在整个能量循环中,永不离开这个坚固的“堡垒”。外面还有安全容器作为第二道屏障,确保放射性物质无处可逃。
用专家的话说,这是“把风险关进了制度的笼子,更关进了物理的笼子”。
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无水冷却与高温输出,打开内陆核电的“封印”
传统核电站是“耗水巨兽”,必须建在沿海或大江大河旁。这严重限制了其布局,也潜藏着环境风险。
钍基熔盐堆则彻底甩掉了这个包袱。它采用先进的熔盐冷却技术,**无需依赖大量水源**。从此,广袤的西部内陆、干旱地区,都能成为核能的新家园。
这一特性,让熔盐堆与西部丰富的风能、光伏形成了天作之合。风电、光伏“看天吃饭”,波动性强,而熔盐堆能提供稳定可靠的基荷电力,完美互补,构建起一个真正意义上的“多能互补、低碳复合”能源系统。
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700℃的高温,叩开“终极能源”之门
这座熔盐堆的运行温度高达700℃。这个温度,恰好指向了另一个未来能源的圣杯——氢能。
氢能被誉为本世纪的“终极能源”,但当前主流的制氢方法,或多或少都存在碳排放或效率问题。熔盐堆的高温,可以实现高效率的热化学制氢。更重要的是,这个过程所用的电力来自核能本身,是彻头彻尾的“绿电”,由此制出的氢气,才是真正洁净的“绿氢”。
与此同时,科研团队攻克了熔盐强腐蚀性这一世界性难题,将材料腐蚀速率控制在每年2微米,远优于国际水平的20微米。这为熔盐堆从实验堆走向商业示范堆,铺平了最后的道路。
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尾声:一场关乎国运的能源长征
甘肃武威戈壁滩上点燃的这抹“绿色火焰”,其意义远超出一座反应堆本身。
它意味着,在化石能源主导的旧秩序之外,在铀资源受限的窄门之外,中国凭借超凡的科技远见与战略毅力,硬生生为自己开辟了一条通往能源自由的新航路。
这是一场关乎国运的能源长征。从2011年立项,到如今建成运行,十年磨一剑,上千次燃料配比试验,无数个不眠之夜,才换来今天的“世界唯一”。
它告诉我们,核心技术的突破,从来不是靠妥协与交换,而是靠自力更生的决心与十年如一日的坚守。
当未来的历史学家回望今天,他们或许会写下:中国的能源独立,不是在油田,不是在气田,而是在西部戈壁的一座实验堆里,埋下了最坚实的伏笔。
这条路上,挑战依然存在,但从0到1的突破已经完成。接下来,从1到100的征程,关乎我们每个人的能源未来。
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