中国突破核能新技术:钍基熔盐堆实现钍铀转化
茫茫戈壁滩上,一座全新的实验堆正悄然改变世界核能格局。
记者11月1日从中国科学院获悉,位于甘肃武威市民勤县的2兆瓦液态燃料钍基熔盐实验堆已建成并首次实现钍铀核燃料转换。
这是国际上首次获取钍入熔盐堆运行后的实验数据,使中国成为目前国际上唯一运行并实现钍燃料入堆的熔盐堆,初步证明了熔盐堆核能系统利用钍资源的技术可行性。
01 核能新纪元:钍基熔盐堆的突破
在甘肃民勤的戈壁滩上,一座具有划时代意义的核能设施——2兆瓦液态燃料钍基熔盐实验堆(TMSR)正在改变中国乃至世界的核能版图。
钍基熔盐堆是第四代先进核能系统的代表,它以高温熔盐作为冷却剂,具有固有安全、无水冷却、常压工作和高温输出等突出优点。
与目前普遍使用的压水堆不同,钍基熔盐堆采用高温液态熔盐作为冷却剂,无需巨大压力容器,也不用大量水冷却。
中国科学院上海应用物理研究所专家形象地解释:“这就像把‘核燃料’放在‘高温的盐’里流动发电,既安全又高效。”
02 艰辛历程:从科学构想到工程实现
这项突破性成就的背后,是中国科研人员十多年坚持不懈的努力。
2011年,中国科学院启动首批战略性先导科技专项“未来先进核裂变能——钍基熔盐堆核能系统”,由上海应用物理研究所牵头实施。
2017年11月,实验堆选址落地甘肃省武威市民勤县。
2020年1月,项目取得建造许可证后开工建设,同年3月浇灌第一罐混凝土。
2023年6月,取得国家核安全局颁发的运行许可证,同年10月实现首次临界。
2024年6月,首次实现满功率运行,实验堆出口温度达650℃。
2024年10月,完成世界上首次熔盐堆加钍,在国际上率先建成独具特色的熔盐堆和钍铀燃料循环研究平台。
专项实施期间,近百家国内科研机构、高等院校和产业集团深度参与研发与工程建设,攻克了实验堆设计、关键材料与设备研制、安装与调试及堆安全等方面的技术难题。
03 国产化成就:供应链自主可控
钍基熔盐实验堆建设过程中,中国科研团队实现了核心材料、装备与技术从实验室研发到实验堆工程验证的重大跨越。
令人瞩目的是,实验堆整体国产化率超过90%,关键核心设备100%国产化,确保了供应链的自主可控。
其中,实验堆采取了创新的一体式堆本体设计,将堆芯、燃料盐泵、换热器等核心设备集成在反应堆主容器内,显著降低了放射性泄漏风险,提高了反应堆的安全性。
这些成就标志着中国已基本形成钍基熔盐堆相关技术产业链的雏形。
04 钍资源利用:能源多元化的新选择
钍是一种放射性较弱的银色金属,天然存在于岩石中。与铀相比,钍资源在地球上储量更为丰富。
这一技术路线特别契合中国钍资源丰富的资源禀赋。
钍基熔盐堆不仅能够提供清洁电力,更能与太阳能、风能、高温熔盐储能、高温制氢、煤气油化工等产业深度融合,构建多能互补低碳复合能源系统。
这种多能融合特性为中国能源安全提供了全新解决方案。
05 未来前景:三步走发展战略
钍基熔盐实验堆的建成并首次实现钍铀核燃料转换,为中国的“三步走”发展战略——从实验堆、研究堆到示范堆——奠定了坚实的基础。
中国科学院上海应用物理研究所透露,下一步将通过与能源领域领军企业深度合作,共建钍基熔盐堆产业链和供应链。
团队负责人戴志敏表示,以2035年建成百兆瓦级钍基熔盐堆示范工程并实现示范应用为目标,加速技术迭代与工程转化,为国家提供安全可靠的钍基能源发电新路径。
从甘肃戈壁滩上的一座实验堆,到2035年的百兆瓦级示范工程,中国的钍基熔盐堆技术发展正在按下了快进键。
钍基熔盐堆技术的突破,不仅为中国能源安全提供全新解决方案,更可能改变全球能源格局。
随着钍铀转化技术的成功验证,中国在第四代先进核能系统竞赛中已经抢占了先机,为全球核能发展开辟了新路径。
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