戈壁灘冒出黑科技，中國點釷成金破解能源困局，西方放棄被盤活

茫茫戈壁灘上，一座埋在地下的核反應(yīng)堆正悄然改變?nèi)蚰茉锤窬郑谶@里卻并未像傳統(tǒng)的核電站那樣矗立起高聳的冷卻塔，也沒有因海岸的選址所帶來的諸多限制，只有那滾燙的熔鹽在管道中無聲地流動將釷的元素所蘊藏的驚人的能量，全部的釋放出來。

可謂是中國剛剛建成的釷基熔鹽實驗堆的“三元才子”，全球唯一實現(xiàn)了釷鈾的燃料轉(zhuǎn)換的第四代核能系統(tǒng)，甚至還被美國的《麻省理工科技評論》評為“失效安全”的“黑馬”核能技術(shù)。

“點石成金”的能源魔術(shù)

釷這種銀白色金屬，名字聽起來陌生，卻是中國能源戰(zhàn)略的“隱藏王牌”，而我們國家的釷儲量卻遠遠大于鈾的資源，甚至僅內(nèi)蒙古那些伴生的稀土礦中提煉的釷就足以支撐中國的千年能源需求了。

但釷本身不能直接裂變，需要經(jīng)過“中子轟擊”轉(zhuǎn)化為鈾-233才能釋放能量，好比將煤炭煉成焦炭再燃燒，技術(shù)門檻極高。

經(jīng)過長期的不懈努力,中國的科學家終于以優(yōu)異的成績跨過了這一關(guān)口，通過對釷-232的連續(xù)的核分裂在甘肅武威的地下14米的實驗堆中將其在液態(tài)的熔鹽中持續(xù)的轉(zhuǎn)化為鈾-233從而實現(xiàn)了“燃料自循環(huán)”的原子能的基本條件。

與傳統(tǒng)的須停堆換料的核電站形成了鮮明的對比，其在線的燃料補充的方式更是像給汽車加油一樣方便高效的提升了30%以上的燃料利用率。

為何美國放棄，中國卻成功了？

上世紀50年代，美國曾在橡樹嶺實驗室建成釷基熔鹽堆，但冷戰(zhàn)背景下，更易生產(chǎn)武器級钚的钚基快堆獲得優(yōu)先發(fā)展，時任能源顧問的“氫彈之父”泰勒曾嘆息這是“一個可以原諒的錯誤”。加之當時全球鈾礦大量被發(fā)現(xiàn)，釷技術(shù)被迫擱置。

中國則因戰(zhàn)略需求重啟這條路線，2011年立項，上海應(yīng)物所聯(lián)合近百機構(gòu)攻關(guān)，連熔鹽管道“凍堵”都要科研人員鉆入45℃高溫的設(shè)備間手動排障。如今，反應(yīng)堆關(guān)鍵設(shè)備100%國產(chǎn)化，耐腐蝕合金材料將熔鹽腐蝕度控制在每年2微米，比國際水平提升10倍。

通過將傳統(tǒng)的安全設(shè)計“顛倒”來為無水的冷卻、地下運行的核電站的設(shè)計提供了全新的安全思路.

傳統(tǒng)核電站需建在海邊，只因需要巨量水源冷卻堆芯。而釷基熔鹽堆用氟化鹽替代水，高溫熔鹽自帶循環(huán)散熱能力，讓核電站徹底告別“飲水大戶”的稱號。甘肅民勤實驗堆建在荒漠地下，正是憑借這一特性。

它的安全機制更令人驚嘆：反應(yīng)堆在常壓下運行，徹底杜絕爆炸風險；溫度過高時核反應(yīng)自動減緩直至停止；還設(shè)有“冷凍閥”非能動安全系統(tǒng)，異常情況下熔鹽會流入地下儲罐凝固成塊，從根本上避免堆芯熔毀。

從實驗堆到能源革命：2035年或改變世界

但當前我們僅憑2兆瓦的實驗堆就以為自己能“三步走”地實現(xiàn)“百萬千瓦”甚至“千萬千瓦”的核電大躍進，其實這更像是“三步倒退”了，下一步我們將以30兆瓦的研究堆為切入點,將在2035年前建成百兆瓦級的示范堆，并將實現(xiàn)從實驗堆到商業(yè)化的“一步到位”的從試驗到商業(yè)化的“一步到位”的重大轉(zhuǎn)變。

其發(fā)電的同時同時，將可實現(xiàn)700℃的高溫制氫，從而為我國的氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了新的重要的原料來源。

不僅能為我們帶來一份經(jīng)濟的“油餅”，更深遠的意義在于能為我們帶來能源的真正的自主。但我們國的核電卻長期以來就取之不盡用之不竭的“鈾之寶”而至今仍未能從釷的自主可控的資源中解脫出來。

技術(shù)的不斷迭進同時，我們不僅可以更好的滿足國內(nèi)的“核電+核能”發(fā)展的需求，同樣也可以將其輸出到“一帶一路”沿線的缺鈾富釷的國家如印度、東南亞地區(qū)，在更好的解決了他們的能源的需求的同時也更好的規(guī)避了核的擴散的風險。

戈壁灘下的這座反應(yīng)堆，正悄然點燃一場能源革命。它背后是幾代中國核工業(yè)人從“兩彈一星”到“華龍一號”的技術(shù)積累，更標志著中國在第四代核能賽道已領(lǐng)先半個身位。當化石能源時代漸近尾聲，釷基熔鹽堆或?qū)⒊蔀槿祟惸茉词飞系南乱蛔锍瘫?/p>