能源是發(fā)展繞不開的話題，而一個好的能源至少要滿足兩個條件，即清潔和高效，以此看來，核能無疑是其中的佼佼者。

當然，核能也并非完美無缺，一旦發(fā)生安全事故，則可能帶來難以想象的后果。為了增強核能使用的安全性，進一步提升核能利用效率，各個國家都在不斷對核能系統(tǒng)進行更新，目前世界上所廣泛使用的核能系統(tǒng)都已經(jīng)是第三代技術了，且正在向著第四代核能系統(tǒng)邁進。什么是第四代核能系統(tǒng)呢？相比三代核能技術而言，四代技術可謂是一種全面的提升。

(資料圖片)

四代核能系統(tǒng)相較之前而言，具有更高的安全性和經(jīng)濟性。

具體一點來說，就是四代核能系統(tǒng)具有防核擴散的能力，所產(chǎn)生的的廢物也大幅降低。說到第四代核能系統(tǒng)的備選方案，杜基熔鹽堆無疑是當下最優(yōu)的選擇，美國也是早在上世紀40年代便看到了這一點，且早早就開始了研發(fā)，不過最終還是被我們搶了先，2021年底的時候，中國釷基熔鹽實驗堆啟動試運行，這是世界上首個釷基反應堆，標志著我國在第四代核能系統(tǒng)研發(fā)上已經(jīng)領先于世界。

釷基熔鹽堆與傳統(tǒng)的核電站相比，到底有何不同呢？

我們知道核電站的核心原理就是將核裂變可控化，利用裂變過程中所產(chǎn)生的熱能來實現(xiàn)發(fā)電，反應原料就是我們所熟悉的鈾235。而第四代的釷基反應堆不再使用鈾，反應原料變成了釷，這對于我國而言具有十分重要的意義。鈾235在自然界中的儲量是很少的，在鈾礦中只占0.7%，而我國的鈾礦資源本來就少，這使得長期以來我國的鈾礦都要依賴于進口。

相比鈾礦而言，我國釷的豐度就要高多了，已探明的儲量約為22.42萬噸，如果全部用于核反應堆，完全可以滿足我國數(shù)千年，乃至上萬年的能源需求。

相比鈾235而言，釷的優(yōu)勢不僅在于儲量，還在于反應產(chǎn)物。傳統(tǒng)核電站所產(chǎn)生的核廢料之中包含有大量的钚239，而钚239是可以用于制造核武器的，這就帶來了一定的核擴散風險，而釷的反應產(chǎn)物無法用于制造核武器，所以自然也就更加安全。釷基熔鹽堆的另一個優(yōu)勢是易于推廣。我們都知道核能清潔且高效，可為什么沒有大面積建造呢？因為核電站的建造受諸多因素的制約。

核電站的建造除了要考慮人口密度小、地質(zhì)災害少等因素之外，還有一點非常重要，那就是要靠近河流和海洋。

為什么呢？因為必須要保證有充足的冷卻水供應，這就在很大程度上限制了核電站的推廣。而釷基反應堆就不同了，它只需要很少的水就可以維持運行，所以不需要有源源不斷的水源供應，少了這一個條件，可以建造核電站的地方一下就變多了，甚至于荒無人煙的廣闊沙漠都可以成為釷基核電站的建造點。

釷基反應堆有這么多優(yōu)點，而且又是美國先開始研究的，為什么最后會讓中國搶了先呢？

美國雖然研制得早，但當時正處于美蘇爭霸的特殊歷史時期，而釷基熔鹽堆的研發(fā)過程中有很多技術難題，比如熔鹽對管道的腐蝕作用、輻照對材料機械性能的影響等等，這在當時都是難以解決的，所以在20世紀70年代中期，這項研究就被擱置了?，F(xiàn)在，這些技術難題都以被我們所攻克，樂觀一點來估計，在2030年左右，我國的杜基熔鹽堆核能系統(tǒng)或許就能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)應用了。

更多內(nèi)容請關注公眾號：sunmonarch

標簽： 反應產(chǎn)物 技術難題