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科普一下第四代核能——钍基熔盐堆

2015-02-01 09:53阅读:
科普一下第四代核能——钍基熔盐堆

第四代(GEN-IV)核电站主要特征是经济性高(与天燃气火力发电站相当),安全性好,废物产生量小,并能防止核扩散。快中子增殖堆满足四代堆的前三个条件,却不满足第四个防核扩散的条件,不能称之为完全意义上的四代堆。而中国主推的钍基熔盐堆才是真正的四代堆。
钍基熔盐堆是第四代反应堆核能系统的六种候选堆型之一,是瞄准未来20-30年后核能产业发展的需求。钍不能直接使用,需要先通过核反应将其转换成铀233再使用。是一种液态燃料堆,使用钍铀核燃料循环,以氟化盐为冷却剂,将天然核燃料和可转化核燃料熔融于高温氟化盐中,携带核燃料在反应堆内部和外部进行循环。
钍基熔盐堆具有以下五大特点:一是本征安全性。当熔盐堆内熔盐温度超过预定值时,设在底部的冷冻塞将自动熔化,携带核燃料的熔盐随即全部流入应急储存罐,使核反应终止。熔盐堆工作在常压,操作简单安全。熔盐堆还可建在地面10米以下,有利于防御恐怖破坏和战争袭击。二是核燃料长期供应。对于陆地钍资源储量的估计,中科院院长路勇祥说,不太乐观地估计,钍的储藏量是铀资源的3-4倍,而如果乐观地估计,则可能达到5-8倍。我国是钍资源大国,若能够将钍用于生产核能,可保我国能源供应千年无忧。路勇祥院长同时说:“钍是稀土资源的组成部分,和其他资源混生在一起,如不利用,可能会造成低度的核辐射。”三是核废料最小化。熔盐堆可以对核燃料和反应产物进行在线添加和在线(或邻堆离线
SPAN>分离和处理,使得核燃料充分地燃烧,最终卸出的核废料很少,约为目前的千分之一左右。四是物理防核扩散。传统反应堆所产生的核废料中,有大量易于生产核武器的核燃料坏239,因此存在核武器扩散的风险,而科学界公认钍一铀燃料循环不适于生产武器级核燃料,只能用于产生核能。
五是多用途与灵活性。小型模块化反应堆、混合能源均为未来核能的发展方向。熔盐堆是小型模块化反应堆较为理想的堆型,同时熔盐堆又是高温堆,适于用作制氢等混合能源的应用。因此,未来或可出现小型化、钍区用的核能系统。原中科院院长路勇祥说:“需要30年。熔盐堆是小型模块化反应堆较为理想的堆型,同时熔盐堆又是高温堆,适于用作制氢等混合能源的应用。因此,未来或可出现小型化、钍区用的核能系统。
原中科院院长路勇祥说:“需要30年的持续攻关,这一专项才能真正转变为可能工业化和商业化的科技成果。’他特别强调,“希望在2025年后,企业能够成为钍基熔盐核能系统发展的主角。'20124月份的消息称,钍基熔盐堆研发已经准备转进到熔盐冷却的石墨包覆颗粒堆了,也就是熔盐版的高温气冷堆,而且要建成一个试验堆。最大的技术障碍是后处理,在线后处理的概念提出很多年了,技术上的难度还是很大,上海方面是准备先用固体燃料堆(就是所谓先进高温堆AHTR)摸索一下熔盐使用的经验,然后再向液体燃料过渡。熔盐的腐蚀性问题曾经是有色冶金工业中的一个比较大的难题。

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