導讀:夠用超2萬年,國內“破解”世界難題,搶先美方造出無限能源
或許誰都未曾料到,半個世紀之前,美國主動舍棄的一項能源技術,如今竟由我國于西北戈壁灘成功實現。2025年11月,中國科學院鄭重地向外界宣布,位于甘肅武威的2兆瓦液態燃料釷基熔鹽實驗堆,已順利完成堆內釷與鈾核燃料的轉換。
這則看似普通的官方通報,直接拉開了全球第四次能源革命的序幕。中國成為了全球首個真正掌握釷基熔鹽堆商用核心技術的國家,搶先美國一步把傳說中的“無限能源”從圖紙變成了現實。
好多人可能不明白,為啥咱們要花十幾年的時間,一門心思地鉆研這種聽著挺陌生的技術呢?答案就藏在咱們一直頭疼的能源安全問題里。
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傳統的核電站大多用的是鈾燃料壓水堆,可咱們國家鈾礦不多,差不多七成的鈾原料都得從國外進口。在現在這么復雜的國際形勢下,把能源的命門交到別人手里,就好比把工業生產的開關也給了別人。
不過呢,釷這種東西,簡直就是老天爺給咱中國的一份大禮。咱們國家釷的儲量可豐富啦,就說內蒙古白云鄂博新發現的釷礦,儲量都有百萬噸了,占了全球已經探明儲量的六成呢。算一算啊,要是把這些釷資源都用來給釷基熔鹽堆發電,夠咱們14億中國人用兩萬年不止。一克釷完全裂變釋放出來的能量,抵得上2.8噸優質煤炭,一塊拳頭大小的釷金屬,能讓一個有百萬人口的城市用整整一周。
要把釷里的能量弄出來,傳統的鈾反應堆根本辦不到。釷自己沒辦法直接裂變,得先吸收中子變成鈾233才能釋放能量,這就需要一種全新的第四代反應堆技術,也就是釷基熔鹽堆。
和傳統壓水堆用水來冷卻不一樣,釷基熔鹽堆用的是高溫融化狀態的氟化鹽,既能當冷卻劑,又能當燃料的載體,核燃料直接溶在熔鹽里循環流動。它不需要高壓環境,在正常壓力下就能運行,從根本上就避免了高壓爆炸的危險。
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更厲害的是它的安全設計:反應堆底部有個特別的冷凍塞,一旦碰上斷電、地震這種極端情況,溫度一升高,冷凍塞就會自動融化。所有帶放射性的液態燃料就會在重力的作用下,自動流到地下的應急儲存罐里,核反應馬上就停止了,根本不會出現堆芯熔化或者放射性泄漏的事故。而且它完全不用水來冷卻,可以直接建在西北那些又干又旱的戈壁沙漠里,不會占沿海那些寶貴的土地。
各位或許無需擔憂地震、海嘯所帶來的安全隱患。釷基熔鹽堆產生的核廢料僅為傳統鈾堆的千分之一,其放射性半衰期僅300年,處理難度大幅降低。
或許許多人并不了解,最早開展熔鹽堆技術研究的是美國。早在20世紀60年代,美國橡樹嶺國家實驗室便建成了世界上第一座熔鹽實驗堆,且成功運行了5年之久,甚至當時還計劃將這種反應堆應用于核動力轟炸機。然而,到了1976年,美國突然終止了整個項目,擱置該技術長達半個世紀。究其原因,實則頗為現實:釷基熔鹽堆在反應過程中幾乎無法生產武器級钚,難以制造核彈頭。在冷戰時期的軍備競賽背景下,美國將資金主要投向了能夠生產核武器原料的鈾基反應堆。
此外,高溫熔鹽具有極強的腐蝕性,這也是當年美國難以跨越的技術障礙。700攝氏度的高溫氟化鹽會迅速腐蝕普通金屬管道,以當時的材料技術,根本無法支撐其實現長期商業運行,這也是美國放棄此項技術的一個重要因素。
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而我國科研團隊歷經十余年努力,成功攻克了這一難題。我們自主研發的鎳基高溫特種合金,完美解決了高溫熔鹽腐蝕這一世界級難題,使整個反應堆的核心設備實現了百分之百國產化,不存在任何被國外“卡脖子”的零部件。
從2011年中科院啟動先導專項,到2023年實驗堆首次實現臨界,再到2025年達成釷鈾轉換,中國科研人員在戈壁灘默默耕耘了14年,將美國擱置半個世紀的技術,轉化為能夠造福全體民眾的能源解決方案。
當下,或許有人認為我國是撿了美國放棄的技術,但實際情況是,美國研究十幾年僅取得實驗原型,而我國則將其發展成為能夠穩定運行、具備商業潛力的成熟技術。技術圖紙固然人人可見,但能夠將圖紙轉化為實際可用的成果,才是真正的實力體現。
按照規劃,未來我國將陸續建成10兆瓦、100兆瓦級別的示范堆,預計到2035年左右,小型模塊化商用堆將投入使用。待這項技術得以廣泛應用,我國將徹底擺脫對能源進口的依賴,真正掌握能源主動權。
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