最近不少人听说,咱们国家搞成了一种叫“钍基熔盐堆”的核反应堆,说是全球独一份在运行的,还能解决能源不够用的问题,甚至有说法称够中国用2万年。
这东西到底是啥?为啥能比美国还领先?所谓的“无限能源”靠谱吗?
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先得明白钍基熔盐堆是个啥技术。
它属于第四代核电站,跟咱们平时听说的传统核电站不一样。
传统核电站大多用铀当燃料,还得靠大量水来冷却,所以只能建在海边,而且一旦出事故容易发生堆芯熔毁,福岛核电站就是例子。
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钍基熔盐堆用的燃料是钍,冷却剂是液态的熔盐,不用水也能运行,建在戈壁滩都行。
更关键的是它安全,运行的时候是常压状态,没有高压风险,要是温度太高,核反应会自己降下来直到停止,根本不会出现堆芯熔毁。
设计里还有个“冷冻阀”,真出异常了能把熔盐排到安全罐里,放射性物质漏不出来,美国《麻省理工科技评论》早把它评为“失效安全”技术,意思就是再出事也能自己停下来。
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咱们国家为啥非要攻坚这个技术?核心是能源安全。
咱们的铀资源一直不够用,已探明的就17万多吨,世界排名第十,长期得靠进口。
但钍资源不一样,已探明的工业储量有28.7万吨,世界第二,大部分在内蒙古白云鄂博,而且是开采稀土时顺带就能拿到的副产品,等于“白捡”的资源,成本特别低。
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1吨钍裂变产生的能量能顶200吨铀,相当于350万吨煤炭,要是能充分利用,就能摆脱对进口核燃料的依赖。
2011年中科院就牵头搞这个项目,花了14年时间,从实验室做到了工程验证,现在核心设备全是咱们自己造的,产业链都有雏形了,国产化率超过90%,关键部分更是100%自主可控。
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现在说关键问题:这东西的能源真能用2万年吗?得算笔实在账。
2024年中国总用电量是9.85万亿度,按1吨钍大概能发110亿度电算,一年大概要用900吨钍。
咱们已探明的28.7万吨钍,要是全拿来发电,只够320年左右。
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但为啥有“上万年”的说法?因为现在只是实验阶段,国家规划到2035年也才建5到10座商用堆,总发电量也就占全国的1%左右。
要是未来钍基熔盐堆只承担一部分电力供应,比如1%的话,那28.7万吨钍就能用3万多年。
而且这只是已探明的储量,以后说不定还能发现新矿,技术进步了燃料利用率也会提高,所以“够用上万年”是有前提的,得看实际使用规模,但至少能保障几千年的能源安全是没问题的。
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再说说为啥能抢先美国。
其实美国早在上世纪50年代就搞过钍基熔盐堆,后来却放弃了。
不是技术不行,是冷战时期的战略选择——当时要造核武器,钚基快堆更容易生产核材料,所以就把钍基路线搁一边了,“氢弹之父”爱德华·泰勒后来都说这是“可以原谅的错误”。
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后来铀资源和石油够用,美国就更没动力捡起来了。
直到这些年能源紧张、核废料问题突出,美国才重新关注,但现在还停留在实验室阶段。
咱们国家不一样,2023年10月在甘肃武威建的2兆瓦实验堆就实现了临界反应,2024年满功率运行,还完成了全球首次加钍实验,连续稳定运行超400天,现在是全球唯一能让钍燃料在熔盐堆里运行的国家,实实在在跑在了前面。
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这技术不光能发电,用处还大着呢。
它能提供高温热能,跟太阳能、风能搭配着用,还能用来制氢、搞化工。
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以后还能做成小型化的移动反应堆,给月球基地、火星探测供能,甚至能当核动力航母的动力源。
而且它产生的核废料比传统铀反应堆少80%以上,半衰期从几万年缩短到一二百年,处理起来容易多了,也不用担心核扩散,因为钍燃料循环不会产生造核武器用的钚。
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不过也得说实在的,现在还没到能大规模用的阶段。
目前的实验堆只有2兆瓦,下一步要搞百兆瓦级的示范工程,目标是2035年建成并投入应用,这期间还要解决熔盐腐蚀设备、燃料循环效率这些技术难题。
但不管怎么说,咱们已经迈出了最关键的一步,把美国曾经放弃的技术路线走通了,还拿到了全球独有的运行数据,这在能源领域是实打实的突破。
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总结下来,钍基熔盐堆不是“永动机”,但确实是解决能源问题的大希望。
说它“够中国用2万年”是基于长期、低比例应用的估算,真实前景是能保障几千年的能源安全,而且安全、环保、不依赖进口。
咱们现在比美国先搞成实用化实验,以后很可能主导这个领域的技术标准,对国家能源安全来说,这才是最关键的意义。
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