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2025-09-24 1
这项被誉为“无限能源”的钍熔盐堆技术,不仅有望为中国提供两万年的电力保障,更将彻底改变人类获取能量的方式,引领全球迈入全新的核能时代!
中国真正开始搞核能,是在上世纪五十年代,新中国成立初期,国家百废待兴,但在1955年,国家就定下方针:必须发展原子能。
当时目标非常明确,不是发电,而是为了国防安全,要想造出原子弹和氢弹,必须有稳定的核燃料。
于是,全国范围内启动了大规模铀矿勘探,1958年,在湖南发现了中国第一个铀矿床——711矿,这一发现极其关键,为“两弹一星”的突破提供了燃料保障。
到了七十年代,国家发展进入新阶段,经济逐步恢复,但电力严重不足,工厂缺电,老百姓生活用电也经常不够。
为了缓解电荒,国家决定把核能不仅用于军事,还要用来发电,这就是后来被称为“728工程”的计划,目标是建设中国自己的第一座核电站。
设想很好,但很快就遇到现实问题,由于核电站的燃料主要是铀,而中国的铀资源并不丰富。
和一些资源大国相比,中国更是被划入“贫铀国”,一旦大规模上核电,很可能受制于国外进口,对能源安全来说,这是巨大的隐患。
再加上核电站的建设里,很多核心环节都得从零开始,反应堆堆芯、主回路系统这些关键参数,全靠自己反复计算和试验。
钱、外部环境、工程管理等等都成了问题,可以说,秦山核电站能在1991年并网发电,是中国人硬啃下来的成果。
从一无所有到实现零的突破,这是一个标志性事件,说明中国不仅能搞军用核能,也能搞民用核能,当时,中国也开始初步建立起“铀-钚燃料循环体系”。
简单来说,不光能直接用天然铀,还能通过反应堆把部分铀转化成钚,再作为燃料回收利用,这种方式在一定程度上缓解了燃料紧张,但并没有彻底解决问题,国内铀矿产量依旧不足。
尤其在进入21世纪后,中国的核电进入快车道,华东等经济发达地区,电力需求连年增加,核电站建设速度明显加快。
进口虽然能缓解燃眉之急,但风险不小,非洲一些铀矿供应一度出现过中断,给国家能源安全敲响了警钟。
这让决策层不得不重新审视危机:一旦国际市场出现波动,中国的核电计划就会受到牵制。
这种局面让科研人员明白,如果继续单靠铀,中国的核能发展就会一直受制约,这种背景下,科学家开始研究新的路径,而钍便逐渐进入人们的视野。
钍的能量密度很高,1吨钍如果被完全利用,释放的能量相当于200吨铀的发电量或350万吨煤的能量输出。
如果能把它真正利用起来,核燃料紧张的问题就会缓解很多,钍在地球上的储量比铀多三到四倍,而中国的钍储备尤其丰富。
按照专家测算,中国的钍储备能满足全国两万年的用电需求,换句话说,中国的钍资源完全能做到自给自足。
更关键的是,它的利用率极高,科学家们通过“钍-铀循环”技术,可以把钍转化为铀-233,再继续发生裂变。
这样一来,反应堆不仅能自己发电,还能在过程中“造燃料”,传统核电站的燃料利用率不到1%,而钍反应堆理论上能把利用率提升到95%。
这意味着,用更少的资源,可以得到更长久、更稳定的能源供应,其实,美国在上世纪60年代就已经做过钍堆实验,证明了钍基燃料进行核反应的可行性。
但因为种种原因,比如材料技术的不足,无法解决熔盐的腐蚀问题等,美国最终放弃了对熔盐堆的研究。
2011年,中国科学院正式启动了“钍基熔盐堆核能系统”专项,这是一个国家级战略工程,目标是用20年时间,让钍核能真正从实验室走向实际应用。
科研任务重点集中在两个方面:一是解决熔盐对材料的强腐蚀性,二是探索燃料循环和长期安全运行。
国家为此投入数亿元,科研团队涵盖了材料学、核工程、冷却与循环系统等多个方向,规模空前。
经过数十年攻关,我国科学家成功开发出新型镍基合金材料,克服了熔盐堆的腐蚀问题。
到2018年,中国正式开工建设实验堆,2023年,在甘肃武威的戈壁滩上,建成了全球首个2兆瓦级液态燃料钍基熔盐实验堆。
2023年6月,它拿到了运行许可;到2024年6月,我国的钍基熔盐堆能源系统就实现了满功率稳定运行。
这是目前全球唯一真正运行中的钍基熔盐堆,这一成果不仅是国内首次,也是全球范围内的领先尝试,标志着我国拥有了世界上独一无二的钍基熔盐堆(钍铀燃料循环)研究平台。
意味着中国在第四代核能技术上已经走在世界最前列,如今,中国计划先在甘肃武威先建一座电功率10兆瓦的小型模块化钍基熔盐堆,目标是在2030年前实现并网发电。
如果这个项目顺利,下一步就是建设百兆瓦级的商用堆,用于发电和制氢,到2040年前实现钍-铀闭式燃料循环,这不仅是一个能源新技术的问题,更关系到国家能源独立和安全。
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