中国大力发展的熔盐反应堆有何神奇之处

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熔盐反应堆技术研究及其应用前景分析

熔盐反应堆技术研究及其应用前景分析

熔盐反应堆技术研究及其应用前景分析近年来,熔盐反应堆技术备受关注。

熔盐反应堆是指将核燃料直接溶解在熔盐中,将热能传递到冷却剂中,最终发电的核反应堆。

与传统核反应堆相比,熔盐反应堆具有多项优势,如更加高效、更加安全等。

本文将就熔盐反应堆技术的研究及其应用前景进行分析。

一、技术研究1.基本原理熔盐反应堆是一种将铀等核燃料直接溶解在熔盐中,随后将热能传递到冷却剂中,最终发电的核反应堆。

其基本原理是,通过核分裂放出的热能,将熔盐加热,熔盐再将热能传递给工质,通过工质驱动发电机发电。

由于熔盐反应堆的核反应物质处于液态状态,便于控制,且反应堆的安全性能更好,不会发生氢气爆炸等事故,因此备受关注。

2.技术难点熔盐反应堆技术的难点在于,反应堆操作温度高、辐射强度大,对材料的耐受能力要求更高。

同时,熔盐反应堆需要高纯度熔盐,防止杂质、氧化物等对燃料的污染,可谓技术难度较大。

3.研究进展我国在熔盐反应堆技术研究方面取得了长足进展。

我国于2011年启动了“熔盐反应堆技术研究”,自此开展了“一锅多芯”反应堆核心技术研究,并于2018年上海获得了全球首台熔盐反应堆热水试验装置的建成与投运。

可以预见,我国将在熔盐反应堆技术方面获得更多突破。

二、应用前景目前,熔盐反应堆技术在工业生产以及电力领域均有广泛的应用前景。

1.工业领域熔盐反应堆技术在工业领域中可以应用于制氢、含氧有机废料处理以及放射性废料处理等领域。

例如,用熔盐反应堆催化分解含氧污染物,可以同时将其分解为氢气和无害的废料,这对于环保和资源回收都有着积极的意义。

2.电力领域由于熔盐反应堆技术的高效性和安全性,其在电力领域的应用前景十分广阔。

一方面,熔盐反应堆不需要用水进行冷却,而是使用熔盐作为冷却剂,可以避免“核二号”等事故的发生。

同时,熔盐反应堆一般为中小型反应堆,与方案复杂的大型核电站相比,建设成本更低,更加适合发电领域的需求。

三、结语总之,熔盐反应堆技术不仅可以为工业生产和电力领域带来更多的发展机会,同时其更好的安全性能也值得我们深入研究和探究。

钍基熔盐核反应堆的应用

钍基熔盐核反应堆的应用

钍基熔盐核反应堆的应用
钍基熔盐核反应堆是一种新型的核能发电技术,它采用钍-232作为燃料,利用中子轰击钍-232产生钍-233,再将钍-233裂变产生能量。

相比传统核反应堆,钍基熔盐核反应堆具有更高的安全性、更少的核
废料产生和更长的燃料寿命等优点,因此在未来的能源发展中具有广
阔的应用前景。

首先,钍基熔盐核反应堆可以用于大规模的电力生产。

钍-232是一种丰富的天然资源,其在地球上的储量远远超过铀-235和铀-238。

而且,钍基熔盐核反应堆的燃料循环过程中,可以将钍-233裂变产生的核废料再次回收利用,从而减少核废料的产生。

因此,钍基熔盐核反应堆
可以为人类提供可持续、清洁的能源。

其次,钍基熔盐核反应堆还可以用于航天领域。

由于钍基熔盐核反应
堆具有高能量密度、长寿命和高可靠性等特点,因此可以为航天器提
供稳定的电力供应。

同时,钍基熔盐核反应堆还可以为深空探测任务
提供足够的能量,从而推动人类探索宇宙的步伐。

此外,钍基熔盐核反应堆还可以用于海洋资源开发。

海洋中蕴藏着丰
富的矿产资源,如锂、钴、镍等,而这些资源的开采需要大量的能源
支持。

钍基熔盐核反应堆可以为海洋资源开发提供可靠的能源供应,
从而推动海洋经济的发展。

总之,钍基熔盐核反应堆具有广泛的应用前景,可以为人类提供可持续、清洁、高效的能源。

随着技术的不断进步和应用的不断推广,相信钍基熔盐核反应堆将会成为未来能源发展的重要方向之一。

钍基熔盐堆简介

钍基熔盐堆简介

1993年,法国和德国的核安全机构批准了未来压水堆安全的发展方向,并确定了新的安全参考标准。新的安全发展方向规定,假如发生严重事故,放射性及其效应不得影响到电厂以外。
因此,在自1992年开始的欧洲压水堆(EPR)的研究和设计工作中,安全被作为首要参考因素。加强安全主要表现在,为了进一步降低事故发生概率,增加了安全装置的冗余度,而且非能动安全设
核废料焕发“第二春”,还能使用潜在的核资源钍-232。我国是钍资源大国,若能将钍用于核能,可保我国能源供应千年无忧。
中国选择了熔盐堆作为突破方向。“熔盐堆使用熔融状态的氟化盐携带着核燃料——有点类似地壳里的岩浆,在‘炉子’中燃烧,不断输出巨大的能量。”徐洪杰说,作为国际第四代反应堆核能系统研究的六种候选堆型中唯一的液态燃料堆,它具有结构简单、可以在常压下运行、燃料“杂食性”强等优点。“新炉子”可以做得非常小巧,封入一定的核燃料就能稳定运行几十年,而经过充分燃烧,理论上其产生的核废料将仅为现有技术的千分之一。
在核领域,第二代与第三代之间的过渡已开始多年。例如,日本1997年投入运行的柏崎·刈羽核电站两台机组,法国分别于1996和1999年投入运行的舒兹和希沃N4系列都属于这一类。韩国已计划2010年建造第三代反应堆。美国也计划2010年建造水冷或气冷堆。中国也有同样的计划。
第四代反应堆
几十年后,核电站也许将能够遍布我国领土,甚至就在大城市的四周——说不定,自家小区不远的地下就有一个核电站。它会对我们的生活产生什么样的影响?它安全吗?该项目负责人、中科院上海应用物理研究所徐洪杰研究员,对这个未来的核电站进行了一番初探。
40年,将翻20倍化石能源即将枯竭,太阳能、风能不够稳定,水能开发已过极限……中国未来的能源支柱何在?
此外,“新炉子”在常压下运行,而非如传统反应堆在高压下工作,操作简单安全。“当炉内温度超过预定值时,设在底部的冷冻塞会自动熔化,携带核燃料的熔盐全部流入应急储存罐,核反应即终止。”徐洪杰告诉记者,由于冷却剂是氟化盐(同时携带燃料),冷却后就变成了固态盐,这使得核燃料既不容易泄露,也不会与地下水发生作用而造成生态灾害。同时也使新一代反应堆的选址更加自由:它可建于几十米深的地下,既可完全隔绝射线,又可防止敌人的武器攻击;它既可建于大城市中,也可工作于荒郊野外,为偏远山村送去恒久的电力……

钍基熔盐堆技术

钍基熔盐堆技术

钍基熔盐堆技术
钍基熔盐堆技术是一种新型的核能利用技术。

该技术采用钍等转化核燃料,在高温、高压下与熔盐反应,产生热能,通过热交换器将热能转化为电能。

与传统核能利用技术不同,钍基熔盐堆技术具有以下优点:一是燃料资源丰富,钍资源可持续利用;二是安全性高,堆芯材料具有良好的抗腐蚀性和高温抗氧化性能,且燃料不易泄漏;三是可持续性强,该技术不会产生大量的高放射性废物,且废物处理简单;四是灵活性强,该技术可根据电力需求灵活调节热功率输出。

目前,钍基熔盐堆技术正处于研发阶段,但已经在全球范围内引起了广泛的关注和重视。

预计未来该技术将成为可再生能源的重要组成部分,为人类提供更加可靠、安全、清洁的能源供应。

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熔盐堆

熔盐堆

福岛核危机之后,核能似乎又重回到尴尬境地。

出于对核安全的顾虑,德国宣布将在12 年内逐步告别核电;意大利在这个夏天的全民公投后仍然固步1986 年以来的无核能源之路;日本菅直人政府亦开始研究弃核后的能源布局;即使前些年大张旗鼓发展核电的中国也已进入了核电审批冰冻期。

虽然核电的说客们仍在孜孜不倦的提醒我们,核电事故率极低,总体上仍偏安全,且第三代核电技术可将氢气爆炸和堆芯融化的风险再次下降一个数量级,但民众已经不是那么好忽悠了,毕竟概率是一个冰冷冷的数值,落到单次的核事故上,仍然会是冷暖自知的创痛。

另一方面,铀裂变堆的核废料处理也是费时费力的问题。

潜在的放射性威胁让民众不得不质疑:“你们,核电工程师承诺给我们几乎绝对安全可靠的核能,到底在哪里?”实际上,就在福岛事故后数日,一直对核电有着深厚感情的英国人就在《每日电讯报》撰文,宣称从中国核能发展计划中发现“钍基熔盐堆”的踪影,激动不已的断言安全核能即将统治未来。

虽然这是在“核恐慌”阴影下,英媒基于支持核能的立场而向民众注入的一针强心剂,但亦说明熔盐堆作为几乎“完全安全的核能”,其应用前景被寄予了极大厚望。

橡树岭之争的弃儿2002 年9 月20 日,在日本东京召开的第四代反应堆国际研讨会上,核工程师们公布了6 种第四代反应堆设计概念,希望进一步兑现“安全可靠”的承诺。

其中,熔盐堆因其零概率的堆芯融化风险,尤其引人关注。

顾名思义,熔盐堆的易裂变和可增值燃料以熔盐的形式存在于堆芯中。

燃料组成可以是铀、钍或钚的氟化物,它们与某种载体盐如氟化钠、四氟化锆结合构成低熔点的共晶体熔体。

这种混合物在熔点(460℃左右)以上会变为稳定的液体,可在简单的堆芯和热交换器间连续流动,热能从主回路的放射盐传给中间回路的清洁盐,再通过蒸汽发生器生成蒸汽,推动汽轮发电机发电。

其中,石墨被用来作为反应堆堆芯的中子慢化剂和结构材料。

正如压水堆来自美国海军的核潜艇,熔盐堆的雏形源于美国空军的核动力飞机。

钍基熔盐堆的作用

钍基熔盐堆的作用

钍基熔盐堆的作用
嘿,朋友们!今天咱来聊聊钍基熔盐堆这个神奇的玩意儿,它的作用那可真是相当了不起啊!
你想想看,电对我们的生活多重要啊,没了电,那简直就像生活没了魂儿一样。

钍基熔盐堆就像是一个超级电力制造大师!它能稳定地为我们提供大量的电能,让我们的家里灯火通明,各种电器欢快地运转起来。

它就好比是一个不知疲倦的大力士,一直在默默地工作着。

钍这种元素在它里面就像是被施了魔法一样,源源不断地释放出能量。

而且它还很环保呢,不像有些发电方式会产生很多污染。

它就像是一个爱护环境的小天使,轻轻地挥动着翅膀,给我们带来清洁的能源。

钍基熔盐堆还特别安全可靠呢!你说要是有个不太靠谱的发电装置,时不时出点问题,那多让人提心吊胆啊!但它不会,它就像一个稳重的老大哥,稳稳地守护着我们的能源安全。

咱再打个比方,它就像是一个巨大的能量宝藏,我们可以从里面不断地挖掘出我们需要的能量,而且还不用担心它会突然消失不见。

它为我们的生活提供了坚实的保障,让我们可以安心地享受各种便利。

它也为国家的发展做出了巨大的贡献呢!有了充足的电力,工厂可以开足马力生产,各种高科技产品也能不断涌现。

这就像是给国家的发展装上了一对有力的翅膀,带着我们向着更美好的未来飞翔。

说真的,钍基熔盐堆真的是太重要啦!它让我们的生活变得更加美好,让我们的未来充满了希望。

我们真应该好好感谢这个了不起的发明,感谢那些为了它而努力奋斗的科学家们。

难道不是吗?所以啊,让我们一起好好珍惜它,让它为我们创造更多的奇迹吧!。

熔盐反应堆的基础研究和应用前景

熔盐反应堆的基础研究和应用前景熔盐反应堆是一种新型的核能发电技术,也是目前较为热门的一种核能技术之一。

熔盐反应堆是将核燃料与熔盐混合,通过控制反应速率来产生核能,并将其转化为电能。

该技术具有很多优点,比如高效能、低成本、低辐射等,因此备受各界瞩目。

下面将从基础研究和应用前景两个方面,讲述熔盐反应堆的发展现状和未来发展。

基础研究当前,熔盐反应堆的基础研究已经取得了一定的成果。

在现有反应堆中,熔盐反应堆尤其需要开展更为严谨的基础研究,以解决一些实际问题。

例如,在高温高辐照的环境下,熔盐施加到结构材料上会引起破坏,此时需要选择一种更强硬的材料。

此外,熔盐反应堆需要克服的另外一个难点是燃料再处理。

如果使用传统的核能技术,核燃料需要提取后再进一步利用。

而熔盐反应堆在核燃料提取时就已经被加入熔盐中,这使得熔盐反应堆燃料再处理更加复杂。

因此,研究人员需要在保证安全和可持续性的前提下,开展更多更为严谨的基础研究。

应用前景熔盐反应堆的应用前景非常广阔。

对于目前的能源需求来说,用传统方式肯定不能满足人类的用能需求,这时熔盐反应堆在能源需求方面的发挥就能得到提高。

此外,熔盐反应堆可以更好地应对环境问题,如大气污染和温室气体排放等。

在军事方面,熔盐反应堆也有广泛的应用。

例如,熔盐反应堆可以作为船舶和潜艇的动力来源。

相比于传统的燃油动力,熔盐反应堆的效率更高,安全性更好。

总的来说,熔盐反应堆不仅仅是一种新型的核能技术,更是一种创新的能源解决方案。

熔盐反应堆具有许多优点,如高效能、低成本、低辐射等,未来有着广泛的应用前景。

熔盐反应堆的基础研究和应用前景是研究人员需要着重探讨的问题,我们相信,在研究人员的不懈努力下,熔盐反应堆将有着更为广阔的发展空间。

熔盐堆技术很好,不应再被束之高阁

熔盐堆技术很好,不应再被“束之高阁”[加] 大卫莱布兰克May 2010一个被搁臵40年的反应堆设计,听起来并不像很有潜力的技术。

但熔盐堆(MSR)确实能兑现核电从前曾承诺的提供廉价、无限能源的诺言。

橡树岭国家实验室技术人员正在熔盐堆实验装臵的石墨堆芯上工作事后看来,核动力飞机的想法似乎有些疯狂。

但1940-1950年代美国空军将领们却认为它是应对冷战困境的答案:携带原子弹的飞机不得不每隔几小时停下来加油,怎能有24小时全天侯的核威慑力量?由于担心苏联轰炸机偷袭会摧毁美国的反击能力,因而提出了首次核打击的概念。

空军将领们相信,核动力轰炸机将是终极威慑力量。

这种飞机可以持续停留在空中,就能在北极上空盘旋等待攻击命令。

轰炸机上乘务人员的生活大致像核潜艇上的人员,随时待命。

NB-36圣骑士核动力轰炸机试飞,在轰炸舱后载带着3000千瓦的水冷堆(环乘务舱的屏蔽重12吨)。

机上的反应堆没有与发动机相连—飞机是用常规燃料作动力的—反应堆放在那里只是为了检验如何运行飞行中的反应堆。

1950年代,NB-36安排了许多次载带运行核反应堆的飞行,乘务人员在铅屏蔽驾驶舱内显而易见,反应堆越小、越简单越好。

就像美国海军核潜艇舰队选定压水堆,空军的研究计划发展了自己的反应堆设计—一种很优雅的技术。

这种技术可以成为一个完全不同的核动力工业的基础。

然而,核飞机计划取消了。

随着洲际弹道导弹的出现,核飞机的论据遭淘汰。

除了两个实验反应堆在40年前被封存外,飞行反应堆研究期间所发明的优雅解决方案也从未被充分试验。

实在可惜,因为开发的这种理念—熔盐堆—有许多超过常规反应堆设计的明显优势。

熔盐堆运行压力低,不需要现今反应堆常见的大型压力容器。

它可以使用不同的燃料,甚至能焚烧其它反应堆产生的超铀元素废物。

更有魅力的是,熔盐堆能设计成自己增殖燃料而无需场外处理。

随着核电兴趣的回暖—即所谓的核复兴—现在是提问的好时机:我们是否需要翻版建造更多的旧反应堆设计?熔盐堆看上去大概像个古怪的技术,在陌生的旅途中一直默默无闻,但如给个公正的听证,熔盐堆的机会就会“指日可待”。

熔盐反应堆技术发展现状与未来发展

熔盐反应堆技术发展现状与未来发展熔盐反应堆(Molten Salt Reactor,MSR)是一种利用熔盐作为燃料和冷却剂的新型核反应堆。

它具有很高的安全性、高效能、用料成本低、核废料产生量小等优点,被广泛认为是未来的核能发电技术。

现状分析早在20世纪50年代,美国就开始了MSR的研究。

当时的MSR主要是钍基稳定盐堆(Thorium Molten Salt Reactor,TMSR),该技术被认为可以解决铀矿资源问题,并且对环境污染的风险更小。

随后,欧洲也开始了MSR的研究,法国CEA的丹东实验室就开始了钍基MSR的研究与应用开发工作,尽管该实验室自1978年开始开展了多达200多个实验,但最终没能形成成熟技术。

目前,MSR技术全世界范围内的研究与实践工作正在逐步加强。

在美国,瑞典,英国,法国,中国等国家和地区都在积极推进MSR的研究工作。

未来发展作为一种新型的核反应堆,MSR技术的发展还有很大的空间。

首先,需要解决MSR技术的硬骨头问题:阻的映射和辐照损伤效应。

目前,这些问题还没有得到解决,需要各国科技人员共同研究和努力。

其次,MSR技术还需要更完善的安全性措施。

在核电站设计中,安全性始终是第一要务。

而对于MSR技术,需要在安全性设计中,特别关注熔盐的流动性和漏洞问题。

最后,想要实现MSR技术的商用化,还需要克服制造和运维方面的难题。

新型MSR技术,需要复杂的技术设施和装备,也需要强大的技术队伍和运营经验,去实现MSR技术的商业化应用。

总之,虽然MSR技术面临很多挑战,但是MSR技术的优势使其成为了应对气候变化、解决能源危机的有力工具。

未来,各国应进一步深耕MSR技术的研究,以提升其在环保、能源供应等领域的地位。

熔盐反应堆的研制与应用

熔盐反应堆的研制与应用熔盐反应堆:从理论到现实随着能源需求的不断增加和石化能源的数量日益减少,人们对于核能的关注也越来越高。

在核能利用的过程中,流化床燃料反应堆和水冷反应堆是其中两种最常见的反应堆,但是它们都存在着一些问题,如燃料浪费、燃料裂变产生的中子能量损失以及原子核废料的处理等问题。

为了解决这些问题,熔盐反应堆作为一种新的反应堆被提出,并且逐渐得到应用。

熔盐反应堆最初是由美国知名物理学家埃尔涅斯特•劳伦斯于1950年代初提出的,主要构成是一种液态熔盐,其中包含着燃料和冷却剂两种元素。

由于其具备优良的性能和安全性能,所以迅速得到了全球范围内的高度关注和重视。

研究人员对熔盐反应堆进行了多年的深入研究和试验,最终将其发展成了一种完全成熟的技术,并用其来供能,其应用价值得到了人们的充分肯定。

与水冷反应堆相比较,熔盐反应堆的设计优点主要表现在以下几方面:* 单位燃料的质量和可用率高:由于其熔盐相对于水的优势,其在燃耗方面的率更高,从而降低了其运营成本。

* 稳定性能优良:由于其本身为流体设计形式,所以不存在“爆炸”的现象,从而大幅提高其在反应过程中的稳定性。

* 原子核废弃物非常少:这是由于其主要元素为钍和铀,其半衰期非常长,使得其在使用过程中的产生的化学物质极少,无需特殊处理即可安全地储存和处理。

* 安全性好:与核热风化反应堆不同,熔盐反应堆在发生意外时有较好的自动关停和自动排放反应热方式保护系统完整性的能力。

熔盐反应堆的开采目前,全球范围内的熔盐反应堆建设正在逐步加速。

为了推进熔盐反应堆的应用,很多国家都在进行相关的工作。

在我国,熔盐反应堆作为一项国家战略已经被充分关注。

据悉,我国的“九五”-“十三五”计划均将核技术列为基础和关键技术之一,而在其中熔盐反应堆作为最新的技术也已于该计划中列明,表明我国将加快熔盐反应堆的应用和开发。

在开采过程中,熔盐反应堆需依靠核燃料提供能源,在这方面我国已经掌握了较为成熟的技术,因此研究人员正准备大力推动熔盐反应堆的开采。

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中国大力发展的熔盐反应堆有何神奇之处
2017年末,根据中科院官网介绍,中国有望在2020年前后于甘肃建成2个熔盐堆。

由于化石能源终将耗尽,科学家们一直在寻找可以替代化石能源的新能源,而在众多新能源中,核能被很多专家认为是比风能、太阳能更具潜力和发展前景的新能源。

因为在大规模长时间储能技术成熟以前,风能、太阳能等可再生能源能量密度低、随机波动、间歇性、和分布不匀决定了均不适合作为能源体系内的基荷发电形式。

第四代核能系统国际论坛(GIF)共推荐了6种先进核能系统:钠冷快堆(SFR)、超高温气冷堆(VHTR)、超临界水堆(SCWR)、气冷快堆(GFR)、铅冷快堆(LFR)和熔盐堆(MSR),作为四代核电的候选堆型。

那么,熔盐堆有何神奇之处?促使中国在拥有高温气冷堆和钠冷快堆两款具有第四代核能系统技术特征的核反应堆的同时,还积极研发和建设熔盐堆核电站呢?
熔盐堆并非新概念
熔盐堆是6种第四代反应堆之一,在固有安全性、经济性、核资源可持续发展,以及防核扩散等方面具有其它反应堆无法比拟的优点。

虽然熔盐堆是第四代反应堆,但它并非是新鲜事物,早在几十年前,国际上就已经有相关研究了。

在上世纪40年代,美国空军启动核能飞行器推进工程,为轰炸机寻求航空核动力。

在1951年,启动了Aircraft Nuclear Propulsion计划。

在计划中,核动力轰炸机中计划采用4个核动力涡轮发动机,设计功率为200MW,由熔盐堆反应产生的热能取代喷气发动机内的燃料燃烧提供动力,可连续飞行数周时间。

美国橡树岭国家实验室承担了Aircraft Nuclear Propulsion 计划中核能引擎反应堆的研发任务,于1954年建成第1个用于军用空间核动力研究的2.5MW熔盐堆,1965—1968年,美国橡树岭国家实验室成功运行了8MW熔盐实验堆3000小时,证明了熔盐堆的可行性。

不过,由于战略导弹的异军突起,使核动力轰炸机变为鸡肋,熔盐堆也随之转向民用。

然而,冷战时期美国政府更加青睐适合生产武器用钚、具有军民两用前景的钠冷快堆,放弃了更适合钍铀燃料循环、侧重于民用的熔盐堆。

在上世纪70年代,苏联也开始研究熔盐堆。

不过,受切尔诺贝利核事故与苏联解体的影响,相关研究近乎停滞。

在70年代,清华大学也曾经研究过熔盐堆,不过受资金限制,主要侧重于前期技术预研,并未建设实验堆。

在近些年,中国科学院启动了“未来先进核裂变能”战略性
先导科技专项,钍基熔盐堆核能系统作为其两大部署内容之一,计划用20年左右的时间,致力于研发第四代先进裂变反应堆核能系统,实现核燃料多元化、防止核扩散和核废料最小化等战略目标。

(中国钍基熔盐堆核能系统阶段发展目标)
熔盐堆的结构和工作原理
钍基熔盐堆可以分为固态钍基熔盐堆和液态钍基熔盐堆,具备三个基本特征:一是利用钍基燃料,二是采用熔盐冷却,三是具有基于高温输出的核能综合利用系统。

液态钍基熔盐堆是第四代反应堆中唯一使用液态燃料的反应堆,因其特殊性,这里就主要介绍液态钍基熔盐堆。

液态钍基熔盐堆的基本结构包括堆本体、回路系统、换热器、燃料盐后处理系统、发电系统及其他辅助设备等。

由于使用液体核燃料,这就决定了其工作原理与常规固体燃料反应堆的工作原理有所不同:
含有钍的燃料熔盐以高于500℃的堆芯入口温度,流入经优化设计的堆芯达到临界,燃料熔盐在堆芯处发生裂变反应释放热量。

回路系统中的一回路带出堆芯热能,二回路将一回路熔盐热量传递给第三个氦气回路,推动氦气轮机做功发电。

对于被核辐射照射过的液态燃料盐,燃料盐后处理系统会对其进行回收和循环利用。

(熔盐堆示意图)
熔盐堆具有哪些特点和优势
首先,熔盐堆具有较高的安全性。

液体熔盐堆采用高温熔盐作核燃料,兼作载热剂,不需专门制作燃料组件,因而杜绝了堆芯融化事故发生的可能。

加上熔盐的低蒸气压减少了破口事故的发生,即便发生破口事故,熔盐在环境温度下也会迅速凝固,能够防止事故进一步扩展。

其次,熔盐堆可有效利用核资源和防止核扩散。

由于钍基熔盐堆所使用的钍无法用于核武器制造,因而推广钍基熔盐堆能大幅降低核扩散的风险。

必须指出的是,中国的铀矿储备虽然并不出众,但在钍的储量上居于世界前列。

也就是说,一旦钍基熔盐堆投入商业运营,中国基本不必为核燃料来源担忧。

再次,熔盐堆的热功率密度和发电效率高。

熔盐堆的堆芯结构较为简单,因而可以设计成具有较高功率输出的小型反应堆。

同时熔盐堆可以采用布雷顿循环,发电效率高达45%—50%。

加上熔盐堆具有运行无需控制棒、不停堆换料、寿命长、功率易调等特点,使其可以用于核动力潜艇和水面舰艇上。

最后,熔盐堆具有多样化的功能。

熔盐堆不仅能够发电,还可产生高温工艺热,服务于工业制造。

此外,熔盐堆还具有供热、煤气化、甲烷重整、制氢等功能。

还需要攻克哪些技术难关
液态钍基燃料熔盐堆具有良好的经济性、安全性、可持续性和防核扩散性,其商业化在当前技术基础条件下也具有极高的可行性。

不过,针对堆运行温度高、熔盐腐蚀性强和后处理技术不成熟的特点,还有不少需要克服的技术难题。

首先,燃料盐的流动特性使得熔盐堆技术成为完全不同于其他固体燃料反应堆的一种全新核反应堆技术,尚无成熟的反应堆设计和安全分析方法以及安全评估规范可供借鉴。

其次,燃料盐连续在线后处理技术的可行性需要进行进一步的实验验证。

再次,熔盐堆中流体燃料直接接触石墨,因此熔盐堆对于核纯级石墨密封工艺和制造工艺要求较高。

最后,燃料盐直接接触管壁,管壁受到的中子通量较高,因此制作管壁的材料需要有较高的耐中子辐照性能。

......
诚然,要将蓝图变为现实还要解决很多问题。

我们由衷祝愿中国的科研人员能够披荆斩棘,建成熔盐堆。

如果中国能够实现这一目标,不仅可实现核燃料多元化,确保我国核电长期发展和促进节能减排,还可以防止核扩散和实现核废料最小化,为和平利用核能开辟一条新途
径。

一句话总结,熔盐堆是优点和挑战几乎同样巨大的一种堆型。

目前在六种候选四代堆型里几乎是离商用最遥远的。

要在2020年前后实现建成两座商用熔盐堆的技术难度非常高。

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