國際首次、目前唯一！

中國科學(xué)院發(fā)布消息，由我國自主設(shè)計、研發(fā)和建設(shè)的第四代先進(jìn)裂變核能系統(tǒng)——釷基熔鹽實(shí)驗堆，近期在甘肅武威建成，并首次實(shí)現(xiàn)堆內(nèi)釷-鈾轉(zhuǎn)化。該核能系統(tǒng)的建成，有望打破我國核電對鈾燃料的依賴，將我國儲量豐富的釷元素作為核燃料，為國家能源安全與可持續(xù)發(fā)展提供重要支撐。

目前國際唯一運(yùn)行釷基熔鹽堆

記者11月1日從中國科學(xué)院獲悉，由中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所(上海應(yīng)物所)牽頭在甘肅民勤建成的2兆瓦液態(tài)燃料釷基熔鹽實(shí)驗堆(TMSR)，近日首次實(shí)現(xiàn)釷鈾核燃料轉(zhuǎn)換，在國際上首次獲取釷入熔鹽堆運(yùn)行后實(shí)驗數(shù)據(jù)，成為目前國際上唯一運(yùn)行并實(shí)現(xiàn)釷燃料入堆的熔鹽堆，初步證明熔鹽堆核能系統(tǒng)利用釷資源的技術(shù)可行性，進(jìn)一步鞏固中國在世界熔鹽堆研究領(lǐng)域的引領(lǐng)地位。

業(yè)界專家表示，這是釷基熔鹽堆研發(fā)進(jìn)程中的重要里程碑，為中國未來釷資源的規(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)驗堆堆廠房大廳。中國科學(xué)院上海應(yīng)物所 供圖

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)路線契合中國釷資源豐富的資源稟賦，更能與太陽能、風(fēng)能、高溫熔鹽儲能、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)，可為中國能源安全提供全新解決方案。

關(guān)鍵核心設(shè)備100%國產(chǎn)化

2011年，面向國家能源安全與可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略需求，中國科學(xué)院啟動首批戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項“未來先進(jìn)核裂變能——釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)”，由中國科學(xué)院上海應(yīng)物所牽頭實(shí)施，任務(wù)是發(fā)展釷基熔鹽堆核心技術(shù)能力和研發(fā)2兆瓦液態(tài)燃料釷基熔鹽實(shí)驗堆。

依托中國科學(xué)院體系化、建制化優(yōu)勢，該先導(dǎo)科技專項很快集聚一支協(xié)同創(chuàng)新隊伍，成功組建并培育一支數(shù)量和質(zhì)量均居國際一流的釷基熔鹽堆專業(yè)研發(fā)團(tuán)隊。

釷基熔鹽實(shí)驗堆堆本體吊裝。中國科學(xué)院上海應(yīng)物所 供圖

專項實(shí)施期間，近百家國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)、高等院校和產(chǎn)業(yè)集團(tuán)深度參與研發(fā)與工程建設(shè)，攻克實(shí)驗堆設(shè)計、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)核心材料、裝備與技術(shù)從實(shí)驗室研發(fā)到實(shí)驗堆工程驗證的重大跨越，實(shí)驗堆整體國產(chǎn)化率超過90%，關(guān)鍵核心設(shè)備100%國產(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)鏈的雛形在中國已經(jīng)基本形成。

2035年建成百兆瓦級示范工程

中國科學(xué)院上海應(yīng)物所介紹，2017年11月，釷基熔鹽實(shí)驗堆選址落地甘肅省武威市民勤縣；2018年11月，項目取得國家核安全局場址選擇審查意見書；2020年1月，取得建造許可證后開工建設(shè)，同年3月澆灌第一罐混凝土；2022年5月完成設(shè)備安裝、9月完成裝料前調(diào)試；2023年6月，取得國家核安全局頒發(fā)的運(yùn)行許可證，同年10月實(shí)現(xiàn)首次臨界。

2024年6月，首次實(shí)現(xiàn)滿功率運(yùn)行，實(shí)驗堆出口溫度650℃；2024年9月，取得實(shí)驗堆加釷實(shí)驗特許，成為全球首個實(shí)驗堆加釷實(shí)驗特許；2024年10月，完成世界上首次熔鹽堆加釷，在國際上率先建成獨(dú)具特色的熔鹽堆和釷鈾燃料循環(huán)研究平臺。

釷基熔鹽實(shí)驗堆堆廠房及相關(guān)配套設(shè)施航拍圖。中國科學(xué)院上海應(yīng)物所 供圖

目前，項目團(tuán)隊正圍繞加釷后的關(guān)鍵科學(xué)問題開展系統(tǒng)研究。他們表示，釷基熔鹽實(shí)驗堆的建成并首次實(shí)現(xiàn)釷鈾核燃料轉(zhuǎn)換，為其實(shí)驗堆、研究堆、示范堆“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略從藍(lán)圖轉(zhuǎn)化為路徑清晰的“施工圖”奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)，也為中國率先實(shí)現(xiàn)釷基熔鹽堆的工業(yè)應(yīng)用提供核心科學(xué)技術(shù)支撐。

中國科學(xué)院上海應(yīng)物所透露，下一步將通過與中國能源領(lǐng)域領(lǐng)軍企業(yè)深度合作，共建釷基熔鹽堆產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈，目標(biāo)是2035年建成百兆瓦級釷基熔鹽堆示范工程并實(shí)現(xiàn)示范應(yīng)用，并加速技術(shù)迭代與工程轉(zhuǎn)化，為國家提供安全可靠的釷基能源發(fā)電新路徑。

來源：都市現(xiàn)場

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