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【钍基核反应堆:号称核聚变前终极能源解决方案】各位朋友,今天咱们来聊聊一个听着就高大上的科技——钍基核反应堆。这玩意儿号称是核聚变之前的终极能源解决方案,到底有多厉害呢?2021年10月,我国甘肃武威试运行的钍基熔岩核电试验堆,可是在世界上引起了不小的轰动。
咱先说说现在世界上主流的核电设施,大多用的还是第三代核反应堆。这种反应堆的燃料棒里,必须有浓度在3%以上的铀235,通过铀235吸收中子来引发核素裂变。可这种机理有个大问题,要是裂变反应失去控制,就会酿成严重的核灾难,像前苏联的切尔诺贝利、日本的福岛核电站事故,就是活生生的例子。而且,第三代核反应堆产生的核废料特别多,处理起来麻烦不说,还会造成持续的环境污染,危害人体健康。
再看第四代核反应堆,它要求以人工中子源产生核裂变为主,追求核裂变的绝对可控,同时提高核素利用率,减少核废料产生。在第四代核反应堆的研究上,美国等西方发达国家起步挺早,可为啥都失败了呢?一方面,他们解决不了第四代核反应堆的防腐材料问题;另一方面,他们太依赖第三代核反应堆来生产核弹材料了。不过,我国在这方面实现了弯道超车。
咱的钍基核反应堆主要由四个循环系统组成,分别是燃料配送循环系统、可控裂变循环系统、热量交换循环系统以及核废料清理循环系统。它以融化的浮岩和钍铀混合物为载体,工作时,中子轰击熔岩中的核素产生裂变能,然后由熔岩循环把热量带出来。
我国大力发展钍基核反应堆,主要有这三个原因:
第一,它能解决核素原料不足的问题。我国铀矿资源不多,在世界上排不上号,以后很容易被卡脖子。但钍就不一样了,我国稀土储量本就有优势,钍的储量更是排名世界第二,足够保证两万年的发电供应。
第二,它能解决裂变能利用时的安全问题。钍基核反应堆系统里,任何部件损坏都不会引发核事故,在设计和运行上,比第三代核反应堆安全多了。而且,它能