我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)基于熔鹽堆的釷鈾核燃料轉(zhuǎn)換｜科技前線

由中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所牽頭建成的2MWt液態(tài)燃料釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆（簡(jiǎn)稱“實(shí)驗(yàn)堆”）首次實(shí)現(xiàn)釷鈾核燃料轉(zhuǎn)換，在國(guó)際上首次獲取釷入熔鹽堆運(yùn)行后實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，成為目前國(guó)際上唯一運(yùn)行并實(shí)現(xiàn)釷燃料入堆的熔鹽堆，證明了熔鹽堆核能系統(tǒng)利用釷資源的技術(shù)可行性，鞏固了我國(guó)在國(guó)際熔鹽堆研究領(lǐng)域的引領(lǐng)地位。

01

第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)

熔鹽堆是以高溫熔鹽作為冷卻劑的第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)，具有固有安全、無水冷卻、常壓工作和高溫輸出等優(yōu)點(diǎn)，是國(guó)際公認(rèn)最適配釷資源核能利用的堆型。

這一技術(shù)路線契合我國(guó)釷資源豐富的資源稟賦，可與太陽(yáng)能、風(fēng)能、高溫熔鹽儲(chǔ)能、高溫制氫、煤氣油化工等產(chǎn)業(yè)深度融合，構(gòu)建多能互補(bǔ)低碳復(fù)合能源系統(tǒng)，為我國(guó)能源安全提供全新解決方案。

釷基熔鹽堆的研發(fā)，為我國(guó)未來釷資源的規(guī)模化開發(fā)利用、發(fā)展第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)提供核心技術(shù)支撐與可行方案。

▲釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆堆本體吊裝

02

面向國(guó)家戰(zhàn)略需求

2011年，面向國(guó)家能源安全與可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略需求，中國(guó)科學(xué)院?jiǎn)?dòng)了戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)“未來先進(jìn)核裂變能——釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)”，依托中國(guó)科學(xué)院體系化、建制化優(yōu)勢(shì)，成功組建并培育了國(guó)際一流的釷基熔鹽堆專業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)。

2017年11月，實(shí)驗(yàn)堆選址武威市民勤縣。2024年10月完成世界上首次熔鹽堆加釷，在國(guó)際上率先建成獨(dú)具特色的熔鹽堆和釷鈾燃料循環(huán)研究平臺(tái)。

近百家國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)、高等院校和產(chǎn)業(yè)集團(tuán)深度參與實(shí)驗(yàn)堆研發(fā)與工程建設(shè)，攻克了設(shè)計(jì)、關(guān)鍵材料與設(shè)備研制、安裝與調(diào)試及堆安全等方面的技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了核心材料、裝備與技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)到實(shí)驗(yàn)堆工程驗(yàn)證的跨越，實(shí)驗(yàn)堆整體國(guó)產(chǎn)化率>90%，關(guān)鍵核心設(shè)備100%國(guó)產(chǎn)化，供應(yīng)鏈自主可控，釷基熔鹽堆相關(guān)技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈的雛形在我國(guó)已經(jīng)基本形成。

▲釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆堆廠房大廳

實(shí)驗(yàn)堆的建成并首次實(shí)現(xiàn)釷鈾核燃料轉(zhuǎn)換，為實(shí)驗(yàn)堆、研究堆、示范堆“三步走”奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為我國(guó)率先實(shí)現(xiàn)釷基熔鹽堆的工業(yè)應(yīng)用，提供了核心科技支撐。

來源：中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所

責(zé)任編輯：吳昊 閆文藝