开头

中国的核能发电又领先了，这让西班牙媒体羡慕的不行！

(资料图)

近日，西班牙《经济学家报》网站报道称，中国在甘肃成功建造了一座核电站，摈弃了传统使用铀235的方式，而是采用钍基熔盐作为主要燃料。

这也是世界上第一座钍基熔盐堆，对全球来说，都是一种划时代的堆型。

那么钍基熔盐跟铀燃料相比，到底先进在哪？

传统核反应堆

众所皆知，传统核电站，通常使用铀作为核燃料，主要是因为铀的能量密度很高。

铀元素的原子核在吸收中子后会发生裂变，释放出大量的能量。这个过程同时还会释放出更多的中子，这些中子又可以引发更多的裂变，形成链式反应。

通过核裂变产生的能量，主要以热能的形式存在，这些热量用来加热工质（如水），使其变为高压蒸汽。从而驱动电站内的涡轮机、电动机旋转，最终会产生电力。

另外，使用核能不受天气条件影响，可以连续、稳定地运行，并且几乎不会排放温室气体，对减缓气候变化有积极作用。

但凡事有利就有弊，核能也一样。

除了可能会带来核污染、核灾难外，铀矿的过度开采也会对环境产生破坏。

我国虽然地大物博，但是在铀产量方面还是一个“贫铀国”。

比如2021年，国内的铀产量只有1800多吨，这些难以满足日常需求，不得不大量进口，同年我国从国外进口了13000多吨。

从这一点可以看出，我国到底有多缺铀矿了。

但老是从国外进口不是事儿，而且铀矿这玩意属于稀缺资源，如果万一别的国家对我国进行断供，该怎么办？

因此，我国很早就开始未雨绸缪，进行新的核能技术的研究，从而减少对铀的依赖。比如快中子反应堆。

通常的核裂变反应堆，为了提升核燃料的链式裂变反应的效率，需要将裂变产生的高速中子（快中子）减速成为速度较慢的中子（热中子）。

于是便加入较轻的原子核构成的中子慢化剂，比如轻水，重水等等，利用里面的氢原子作为高速中子碰撞减速的中子慢化剂。

但快中子反应堆并不是这样的，它是指没有中子慢化剂的核裂变反应堆。

其利用高能或“快速”的中子来引发裂变反应，核原料采用的钚239，是铀238在反应堆中吸收一个中子后形成的，而铀238又是地壳中最丰富的铀同位素。

这样的好处，可以将铀资源的利用率提高50-60倍，要知道传统的热中子反应堆主要利用铀235，这玩意不仅在自然界非常稀缺，而且提炼也非常困难。

钍基反应堆

除了快中子反应堆外，就不得不提到钍基熔盐反应堆，也就是西班牙媒体说的那个。

钍基熔盐堆是以钍作为核燃料、以复合型氟化盐作为冷却剂的第四代反应堆核能系统，具有高安全性、核废料少、防扩散性能和经济性更好等诸多优势。

与铀元素和钚元素相比，钍元素资源更加丰富，在地壳中的含量是铀的3倍，广泛分布于地球低层之中。

例如萤石矿中就含有大量的钍，我国目前已探明的钍蕴藏量在30万吨以上。

除了钍资源丰富，更容易获取外，其裂变出来的能量也是非常巨大的。

有资料统计，1吨钍裂变所产生的能量抵得上200吨铀，相当于350万吨煤炭。一块拳头大小的钍金属，能为伦敦供电一个星期。

再加上熔盐冷却剂的加持，熔盐在较高的温度下具有良好的流动性，使得反应堆具有更高的工作温度。

更高的温度，就代表热效率高。据说，钍基熔盐堆发电效率高达45%~50%。

此外，由于熔盐冷却剂的沸点高，压力低，可以提高反应堆的安全性。

如果反应堆过热，由于熔盐核反应的特性，通常包括一个被动安全系统，即使在电力中断或其他故障情况下，也可以自动关闭反应堆并将衰变热导出。

这样可以避免核燃料过热，有助于防止熔毁事故的发生。

更关键的是，一直以来核电站的核废料该如何处理，是一件比较头疼的事情。

而钍熔盐反应堆产生的核废料，它的放射性寿命相对较短，因此降低了长期处理和储存核废料的难度。

哦，对了，目前绝大多数的核电站都是部署在海边，比如日本的福岛核电站。为啥？核电站在工作的过程中，需要大量的水来冷却。

但如果使用熔盐堆，那情况就不一样了，它采用无水冷却技术，只需少量的水即可运行。

换句话说，在内陆或者是干旱的地区，如果想建造核电站，也完全是有可能实现的。

总的来说，熔盐反应堆在设计和工作原理上有许多独特的安全性优势，被越来越多的国家所推崇。

甚至诺贝尔物理学奖获得者，卡罗·卢比亚曾表示，如果用它（钍）来发电，按照目前的电能消耗来算，中国钍的储量能够保证未来许多个世纪的发电供应，大致可以使用两万年。

因此，一旦钍基熔盐堆大规模投入商业运营，人类基本不必为核燃料来源担忧。

虽然钍反应堆的概念，从上世纪60年代开始，美国、前苏联、日本和法国等都先后投入研发，但是由于材料问题都失败了。

科学家们解决不了管道被放射性熔盐腐蚀的问题，加上铀反应堆天然的武器属性，导致钍反应堆多年来少有进展。

但这次却被中国科学家率先实现了，让中国成为世界上第一个成功运行钍基熔盐堆的国家。

比如这次在甘肃武威的钍基熔盐堆，开建于2018年9月30日，经过近两年的建造试验，最终在2021年5月成功落地。

在落地之后，我国对甘肃武威钍基熔盐堆实行了机电安装以及功率调试，预计将在未来将这项技术持续推广，造福于千万户人家。

结尾

可以预见的是，中国在核电领域的发展节奏是越来越快。

一方面是国内日益增长的需求所导致的，另一方面也是我国核电技术越来越成熟，这次钍基熔盐堆的商用，可以为中国又多一种选择。

比如未来，像湖南、湖北、江西、甘肃等内陆省份，如果面临缺电的难题，那么也有了相应的解决方案，而这正是为14亿人谋福祉的意义所在。