世界唯一！中国核能科技实现新突破

11月1日，中国科学院发布消息，由我国自主设计、研发和建设的第四代先进裂变核能系统——钍基熔盐实验堆，近期在甘肃武威建成，并首次实现堆内钍-铀转化。该核能系统的建成，有望打破我国核电对铀燃料的依赖，将我国储量丰富的钍元素作为核燃料，为国家能源安全与可持续发展提供重要支撑。

钍基熔盐堆建成

我国核能科技实现新突破

新建成的这座钍基熔盐实验堆是目前国际上唯一运行并实现钍燃料入堆的熔盐堆。钍基熔盐实验堆是以钍作为核燃料、以液态氟化物熔盐作为冷却剂的一种核能系统，具有本征安全、无水冷却、常压工作和高温输出等优点。

中国科学院上海应用物理研究所所长戴志敏表示：钍转换成铀，这是世界上第一次在熔盐堆里面加钍，初步地证明了钍资源利用的可行性。这也是世界上独一无二的一个钍铀循环研究平台。为未来的示范堆建设，以及商业化建设奠定了坚实的基础。

从2011年项目立项以来，我国科研团队突破和掌握了材料、仪器、设备研发和系统集成等相关核心技术，并通过一体式堆本体创新设计显著降低了放射性泄漏风险，提高了反应堆的安全性，同时最大程度上实现了整体国产化和核心设备供应链的自主可控。

钍基熔盐堆是一种清洁高效的能源系统，与高温熔盐储能、高温制氢、太阳能、风能、煤气油化工相结合能够形成多能互补、低碳复合的能源系统和低碳化工体系。

中国科学院上海应用物理研究所党委书记副所长李晴暖表示：风能跟光能是看天吃饭的，熔盐堆这样的堆型到内陆地区去，可以起到平衡稳定电网的作用。所以当初我们选择建在甘肃武威，打造一个多能源互补的系统。

中国科学院上海应用物理研究所所长戴志敏：我国是钍和稀土在一起，稀土很多，意味着钍特别多，研究钍基熔盐堆非常适合我国国情。如果我国全部电力用钍资源供应的话，可以供我国用上上千年，能够完全确保能源安全，确保我国能源独立。

钍基熔盐堆是什么？

如何释放能量？

钍基熔盐堆对很多人来说很陌生，那么它到底是一个怎样的核能设施？它内部又是如何运作来释放能量的呢？听听专家的解释。

中国科学院上海应用物理研究所党委书记副所长李晴暖表示：钍基熔盐堆大家记住有两个关键词，一个钍基，就是用钍作为燃料，还有一个是熔盐，用熔盐作为冷却剂。至于熔盐堆是怎么运行的？我们叫钍铀循环，是非常专业的一个术语。其实我们整个熔盐堆也好、核裂变也好，关键是个中子。钍元素吸收一个中子以后，它会变成元素铀233。铀233才是裂变产生热量的核燃料，它裂变过程中又产生一个中子，中子又去轰击钍元素，又变成铀233，形成这样钍铀循环，释放能量。

创新设计

确保钍基熔盐堆核安全

作为一个核能设施，其安全运行是最重要的。在钍基熔盐堆的设计中，科学家们采用了一系列新的设计思路与方法，保证熔盐堆的安全。

据介绍，由于熔盐堆采用的是液态燃料，放射性产物中的气态产物可以随时处理，保持反应堆的反应性；而固态产物则溶解在熔盐中，可以在不停堆的情况下引出进行处理。为了防止放射性物质泄露，科学家们创新性地设计了一体化的反应堆，将堆芯、燃料盐泵、换热器等核心设备集成在反应堆主容器内，这可以大大提高安全性。

中国科学院上海应用物理研究所所长戴志敏：把换热器放在堆本体里面，燃料盐是不出堆本体的，是在堆容器里面，就不会跑到外面来，堆容器外面还有一个安全容器，所以有几层保护，确保放射性物质不会泄露。

专家称，用熔盐做冷却剂并运行在常压的情况下，相比高压运行会更加安全，不存在高压体系下的破口炸开的风险。另外，液态燃料还有个好处就是避免了堆芯在高温下熔毁的风险。

无水冷却 高温输出

保障“双碳”目标实现

专家介绍，新建成的这座熔盐堆在国际上技术优势明显，无水冷却、高温输出等优点也成为我国实现“碳达峰碳中和”目标的有力保障。

据了解，熔盐的腐蚀性非常强，解决腐蚀性是科研团队一大难关，经过多年研究，团队成功解决了熔盐的净化问题，将氧含量和杂质控制在极低水平。另外，依托我国自主研制的镍基合金，成功控制住了熔盐的腐蚀度，为熔盐堆未来的工业应用奠定了基础。

中国科学院上海应用物理研究所所长戴志敏：根据最新的报道，国际上熔盐的腐蚀对材料每年大概是20微米，我们做到了大概2个微米。

总台央视记者帅俊全：钍基熔盐堆的核燃料究竟长什么样？现在我手里拿的就是它的燃料盐，常温下可以看到是绿色的盐块。它其实是由白色的氟化钍加上绿色的氟化铀和基盐混合而成。听起来感觉很简单，但其实它是我们的科研团队在十年的时间经过上千次的调配才把工艺参数最终确定下来，使燃料盐能够在西部戈壁上真正去点燃钍基熔盐堆。

据了解，目前这座钍基熔盐堆的运行温度是700摄氏度，这个运行温度正好可以实现高温制氢。氢能被誉为“21世纪的终极能源”，未来可能在世界能源舞台上扮演重要角色。目前国际上常用的制氢方法主要包括化石燃料制氢、电解水制氢、光解水制氢和生物质制氢等，而钍基熔盐堆的制氢技术将更加环保。

中国科学院上海应用物理研究所所长戴志敏：700℃的时候，钍基熔盐堆可以高温制氢，它的制氢效率很高，而且它发的电也是核电，是“绿色”的，所以我们这时候制的氢就是一个“绿色”的氢。

除此以外，钍基熔盐堆另一大优点是无水冷却技术，通常核反应堆需要用大量的水去冷却，但是钍基熔盐堆则不再局限于建设在沿海等地区，内陆同样可以建设，这也有利于未来的大规模推广应用。

中国科学院上海应用物理研究所所长戴志敏：它不需要用大量的水，这样它就可以建在广大的干旱地区，与风电、光伏结合，也是一个“双碳”问题的解决方案。

来源：中国日报网

编辑：小鹿

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