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全球首发!刚刚中国开启了无限能源的时代

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无限能源真的被中国突破了!

假如我告诉你,有种技术可以解决我们未来两万年的能源需求,并且绝对环保、绝对安全、绝对可靠,你是不是觉得我又要开始吹核聚变了?

然后把我批判一番,说什么核聚变永远还差五十年,我们这辈子恐怕看不到了。

但我要是告诉你们,这项技术已经投入使用了,祖国的大西北已经有人用它来工作生活了,无限能源的时代真来了,你还会质疑我吗?

新华社的消息啊,就在本月初,由中科院上海应用物理所牵头在甘肃民勤建成的钍基熔盐实验堆首次实现钍铀核燃料转换,成为目前唯一运行并实现钍燃料入堆的熔盐堆。

注意,这个唯一不是全国唯一,而是全球唯一。

钍基熔盐堆是第四代核电技术的核心路径,只要建成就能稳定运行两万年,理论上等同于无限能源。

因此即便未来核聚变发电没取得突破,咱们单靠这项技术,也足够彻底解放生产力了。

下滑文章开始,也请大家关注我的视频号-李小意深度观察,每天10分钟,全新的视角解读这个世界

李小意 作品

首发于微信号 坏土豆不哭

陪我的国一起复兴

在钍基熔盐堆之前的核电站,之所以没有解决电力的无限供应,主要有两大难题,而钍基熔盐堆把这两大难题,都给轻松解决了。

首先就是燃料供给的难题。前三代核电技术,燃料棒用的都是铀,而我们国家的铀矿储备实在是太差了。

截止去年,全世界已探明且随时能开采的铀矿储量大概是550万吨,而中国只有17万吨,就占3个点。而且就这17万吨的铀矿,八成以上全是些低品相的矿石,杂质太多了,平均含铀量仅为0.05%,远不如澳大利亚的0.6%。

因此咱们的铀矿,在保障战略武器的生产之外,要么开采成本过高,要么干脆没法开采。这也就导致了一个什么问题呢?

就是中国的核电燃料,长期依赖国外的进口铀,2010~2024年,进口铀矿占我国核电站铀用量的比例稳定在83%-90% 之间这么高的依赖度,万一国外断供,我们核电产业不就瘫痪了吗。

直到2023年,中核集团开发了溶浸采铀技术,能够开采含量只有 0.01% 的铀矿,这才让我们国内的铀矿开采提高了3倍,但这离解放生产力还远远不够。

不信我再来跟大家算笔账,全球550万吨的原生铀矿,在经过开采、水冶提纯、离子交换、浓缩富集等流程后,最终能得到的燃料级铀棒,大概只剩下1350吨了。

但这里还涉及到一个铀浓缩的问题。

高浓缩铀主要用于核武器生产,而核电站用的基本是低浓缩铀,丰度大概为3%,意思就是 100份质量的低浓缩铀里,有3份质量是 U235,剩下97份是不能直接裂变的U238

换句话说,1350吨燃料级铀,最终能干活的实际质量,也就40.5吨左右。

理论上,每吨直接参与裂变的铀所发出的电,相当于火电站里烧2600吨优质煤发的电。那么40.5吨的铀,其能量约等于10.53亿吨煤炭,你知道这组数据有多低吗?

同样按煤炭的效率计算,2024 年全球一次能源的消耗总量约为180 亿吨标准煤,这意味着你就算把全世界所有的铀矿拿去发电,也只能满足人类每年10%的用电需求。

而这还是比较理想的状态,现实是稍微好点的铀矿资源,都要优先保障核武器的生产。

也正是因为铀转化的效率实在太低了,且地球上的铀矿资源严重不足,所以核电技术问世半个多世纪了,但对整个人类的能源需求来说,只是可有可无的锦上添花,谈不上救命的雪中送炭。

然而,中国这次研发钍基熔盐堆就完全不同了,讲雪中送炭都算轻了,完全就是妙手回春、枯骨生花,我挑几个核心点来说。

第一、发电效率更高,钍基熔盐堆的发电效率,是铀基反应堆的1.5倍。

第二、能量释放效率更高,1吨钍裂变时产生的能量相当于350万吨煤炭,是铀的136倍。

第三、储备规模大,在全球可开采的钍矿资源中,我们的储备世界第一,占比超过八成,足够中国使用两万年之久。

除了燃料外,钍基熔盐堆技术解决的另一大难题,就是铀堆普遍存在的安全隐患。

2011年3月12日,日本福岛核电站出现特大泄露事故,危情等级被划分为跟切尔诺贝利核事故一样的等级,也就是最高等级的7

随后,全球多国相继收紧核电项目:德国宣布终止一切新建核电项目,并对已建好并投入使用的核电站进行全面拆除;美国、日本、法国先后下调核电扩张目标;瑞典、意大利通过立法约束本国能源部门的核电计划。

咱们国家更是暂缓了所有内陆核电规划。像四川蓬安三坝核电站、湖北咸宁大畈核电站、湖南桃花江核电站,都是因为福岛危机被叫停的。

可以说福岛核事故中暴露出的安全隐患,让全世界的核电建设,都陷入了一个极端的低谷期。

大家全被铀燃料的不稳定性和不可靠性,给搞怕了。

没办法,毕竟核泄露的危害太大了,你看切尔诺贝利都过去多少年了,还是一座鬼城。

但钍堆就不同了,比起铀堆,它是全方位的稳。

比如说铀堆在运行后需要用高压容器把燃料棒和冷却水装进去,它每时每刻都需要消耗大量的水资源来给反应堆降温,但内陆的淡水资源有很稀缺,所以我们国家的核电站,不管是已建好的还是正在建的,选址一律在沿海地区。

如果冷却系统出事,燃料棒的温度就会一路飙升把容器烧穿,然后造成像福岛那样的核事故。

而钍基熔盐堆的燃料是直接溶在一种特制的液态盐里的,既不用高压,也不需要用水去频繁做冷却,全程就在常压下运行。温度只要超过八百度装燃料的液态盐就会自动凝固堵住管道,反应旋即终止,从根本上避免爆炸泄露的风险。这也是为什么钍基熔盐的实验堆不放在沿海地区,而选择在极度缺水的民勤县。

缺水本来就是核电站无法深入内陆原因之一,现在钍堆技术路线少了水冷却的环节。

今后哪怕是严重干旱少雨的西北,也能用上先进的核电技术了。

再比如说放射性污染方面,铀堆的核废料含有大量剧毒物质,稍微泄露出去一点,对周围环境的放射性破坏动辄就能持续好几万年。

不但处理成本十分高昂,还时刻担心被人偷走拿去搞脏弹。

只能用特殊手段深埋地下,等他自然衰减。整个过程短则几百年,长则上千年也不是没有。

相比之下,钍堆的废料主要是铀233,放射性只用一百年就衰减到无害水平了,并且体积只有铀废料的二十分之一,更容易做到环保埋藏。

然后钍堆也不像铀堆,它的燃料始终混在液态盐里,压根没法提取武器级材料。而铀堆里的铀虽然是低浓缩,但有条件的做成武器级的高浓缩铀问题也不大,没条件的还可做成脏弹,靠放射性物质照样能害死一大片人

因此搞海外核电的难度一直很大,要受到各方面的监管,但随着钍堆技术投入使用,我们核电产业必然会先于欧美占据更大一块全球市场。

那在解决前三代铀堆,在燃料供应和安全方面的痛点之余,钍基熔盐堆还有一个连核聚变都不具备的优势,那就是小型化。

其实反应堆的体积本来就不大,但使用铀堆的传统核电站,要建冷却塔和安全壳这样的大家伙来保护它,整个体量自然就变得很大了。

但钍堆不用冷却水,也不怕烧穿壳,省了这两个环节,反应堆体积能做到标准集装箱的大小。

像两年前江南造船厂官宣要造全球最大的核动力轮船,用的就是第四代钍基熔盐反应堆技术,省下的燃料空间能再多装四成的货。

再给你们说个更牛的,我们不是要在2030年前完成载人登月吗?

再这之后,下一步就是建立月球基地,搞地球到月亮之间的经济开发区了,但不管你是搞三通一平的基建,还是搞工业生产,都得需要电对吧?

那么电从哪里来呢?

美国NASA曾经算过一笔很细的账,光伏板是最具性价比的,但建立永久月球基地至少需要5兆瓦的电力,而你用火箭送光伏板上去至少要发射30次货运飞船,按星舰一次1.2亿美元的发射成本来算,仅送光伏板就要烧掉36亿美元。

但如果换做集装箱大小的钍堆就方便多了。反应堆送一次,外壳送一次,燃料棒再送一次,最多三次就齐全了,而这一座钍堆发出的电能顶得上10万块光伏板。

也正是由于钍堆小型化的前景很可观,美国早在冷战时期,就想把这种堆型用来搞核动力战略轰炸机,但关键在于钍基熔盐堆里的氟离子具有非常非常强悍的腐蚀性,传统的特种钢在它面前最多用三月就被溶穿了。

过去五十年,美国动用了国内最顶级的化学和材料专家,都没能解决抗强腐蚀性的问题,导致钍堆的研发进展停摆了几十年,远远落后中国。

而我们通过对镍基合金的改性,终于研发出能够抵抗高温的氟离子强腐蚀的材料,这才有了今天的成就。

再悄悄告诉老美一句,镍基合金改性需要用到一种你们心心念的物质:没错,正是稀土。

同志们,此时此刻,我只想说一句:未来已来,无限能源的时代,在中国手里,开启了!

文章写完了,如果觉得不错,大家可以点赞三连。不看视频,也希望大家去帮忙给我视频点个赞和小爱心。

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