全球首型、世界最大核动力集装箱船发布，采用第四代堆型熔盐反应堆解决方案

吉安刘洋 · 发表于 2023-12-6 01:29:08

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吉安刘洋

1946年美国科学家率先对“钍基熔盐堆”展开了研究，但由于大国重心仍在武器研发上，所以对于能源发展的项目只能暂时中止，到了70年代中国将其他国家选择放弃的“钍基熔盐堆”重新推动研究。

正是这一极为远见的举动，才造就了今天中国在“钍基熔盐堆”方向上的遥遥领先。

尽管钍基核相较于铀钚等燃料不易于制作武器，但恰恰是由于它的这一公认弱势，反倒成就了它成为最理想的“民用核燃料”，而这也是上世纪美国嫌弃它的原因，冷战时期核武器的重要性不言而喻。

所以钍并不是各国的第一选择，只能作为“从属地位”配合铀和钚的发展，直到世界各国认识到了传统核电站的危险系数之后，钍基核燃料才第二次进入了科学家的视野中。

但其他各国对于钍的研究已经缺失了先机，唯有中国依旧坚持不懈开发合适的反应堆型，半个多世纪以来，由中科院开发的“钍基熔盐堆核能系统（TMSR）”已经实现了突破了大量的技术攻坚。

中国是全世界首个实现钍资源和核能综合利用的国家，并且在液态反应堆和固态反应堆都有极大的进展，在关键技术方面，建立钍铀循环，堆本体工程设计，系列高温熔盐回路和安全许可等四个原型系统中，中国均已达到世界领先地位。

首创绿色环保的高丰度锂-7和核纯钍的萃取离心技术，发展了具有国际顶尖水平的高纯度氟盐制备与检测技术，发展了国产高温镍基合金的批量生产，掌握了国际最新的熔盐堆氚控制等关键技术。

2015年中科院与美国橡树岭国家实验室、麻省理工学院分别签订了关于“熔盐堆技术合作研究协议”，中美熔盐堆合作被列入了“中美战略与经济对话成果清单之一”。

中国也凭借着在“钍基熔盐堆”方面的遥遥领先成为了国际第四代反应堆论坛的技术委员会观察员。

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钍基熔盐堆最大的意义就是真正为人类实现“可持续发展”带来了曙光，在这之前，世界上对于铀钚等核素的需求只会随着时间的发展而越来越大，但是在用于制造武器和提供能源两个方面来说，地球上的资源太有限了。

且国家于国家之间的不同选择，甚至会带来战争的爆发，而钍基熔盐堆完全打消了这个影响，按照目前人类探明的钍资源，一旦在更多技术层面上得到突破，各个国家将不会再次因为有限的资源而陷入战争之中。

而且近年来“能源环境问题”已经成为了全球的热点，熔盐堆研究载着人类的希望被选为六个四代反应堆之一，作为呼声最高，最被看好的钍基熔盐堆很有可能成为未来几十年各国主流的能源反应堆。

针对不同的应用前景，各国还发展出了多种功能多种类型的钍基熔盐堆的概念设计。

法国1997年才开始重视钍基熔盐堆，在美国研究的基础上提出了MSFR设计，主要方向为无石墨慢化，利用快中子能谱产生较大的增殖能力和燃料循环模式。

俄罗斯则是为了实现轻水堆燃料中超铀核素的高效嬗变，提出了全新的U-Th循环，其堆芯内部没有任何的固体构件，以此来达到较高的可控性和安全性，日本FUJI熔盐堆的概念设计同样来源于美国。但是在某些方面又于美国不同，比如日本不需要在线的燃料处理工厂，仅仅是在熔盐燃料通过石墨慢化剂的空道达到临界点，这样做的好处是更容易探测到安全事故，而且能够实现核燃料的自持循环。

加拿大公司TEL，2013年也提出了一个小型的模块化堆，采用低富铀作为燃料和紧凑的可替换堆芯，经过长达三年的测验，当反应堆正常运行时，依靠功率的负反馈反而能够实现内在稳定。

英国提出的SSR属于池式反应堆，其最大的特点就是燃料盐处于静态，并且不流动，无需泵或者其他设施控制流速，可用于焚烧长寿命锕系元素。

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