說起能源,現(xiàn)在全球都頭疼,油氣價格波動大,煤炭污染重,新能源又不穩(wěn)當??芍袊@邊兒,最近在核能上搞了個大動作,釷基熔鹽堆這技術,直接把美國幾十年沒搞定的難題給攻克了。釷這種東西,本來不算稀奇,但用它做燃料,能產(chǎn)生巨大能量,還干凈安全。
釷資源豐沛潛力足
釷這玩意兒,在地殼里含量比鈾高得多,全球探明儲量是鈾的三四倍。中國在這方面特別有優(yōu)勢,已探明釷礦達28.6萬噸,主要集中在內(nèi)蒙古白云鄂博稀土礦區(qū),那里開采稀土時順帶就把釷給帶出來了,成本低效率高。
按專家計算,這些釷如果全用上,能支撐中國當前能源消耗水平兩萬年,這數(shù)字聽著就踏實。不是吹牛,全球釷總儲量中國占了大頭,接近四分之三,其他國家像印度挪威有點兒,但遠不如咱們豐富。
鈾呢?中國鈾資源相對少,一直得進口,依賴澳大利亞哈薩克斯坦啥的,價格一波動就麻煩。釷不一樣,一噸釷能量相當于兩百噸鈾,或者三百萬噸煤,能量密度高得離譜。傳統(tǒng)核電用鈾,廢料多半衰期長,埋地下還得管幾萬年,釷的廢料短命得多,幾百年就衰減完了,對環(huán)境負擔小。
全球都在找清潔能源出路,釷基技術正好卡位,幫中國避開鈾短缺的坑。以前美國也眼饞釷,但他們資源不豐富,開采難,研究半天也沒大規(guī)模用。中國釷礦伴生稀土,提取方便,這資源優(yōu)勢直接轉化成技術底牌。
兩萬年能源自給,這不光是數(shù)字,還意味著戰(zhàn)略安全,少受國際市場掐脖子。釷還能在干旱地方建堆,不像鈾堆那么挑水源,西北戈壁灘上都能搞,選址靈活多了。資源這塊兒,中國占了先機,潛力大到能改變?nèi)蚰茉锤窬帧?/p>
技術突破領先全球
釷基熔鹽堆這技術,說白了就是用液態(tài)鹽做冷卻劑,把釷燃料溶進去產(chǎn)生反應,比傳統(tǒng)鈾堆先進一代。咱們國家從2011年啟動戰(zhàn)略先導專項,花了十幾年功夫,建成了全球唯一的2兆瓦熱功率液態(tài)燃料釷基熔鹽實驗堆,在甘肅武威民勤縣。
2023年10月11日,這堆首次臨界,2024年6月滿功率運行,到2025年4月,已經(jīng)連續(xù)穩(wěn)定運作,驗證了全流程。熔鹽堆不用高壓水,鹽體高溫下流動,安全系數(shù)高,萬一出問題鹽就固化,不會爆炸泄漏。相比鈾堆,釷堆體積小,廢料少,還能在線處理燃料,實現(xiàn)閉循環(huán)。
鈾堆容易堆芯熔毀,歷史上事故不少,釷堆本質(zhì)安全,氟化鹽熔點高,壓力低。全球第四代核技術,中國在這領跑,美國上世紀60年代在橡樹嶺實驗室搞過熔鹽實驗堆,運行四年證明可行,但70年代因材料問題和預算停了。
現(xiàn)在他們私企重啟,但進度慢,中國已經(jīng)從實驗堆走向研究堆。2025年,咱們計劃在武威旁建10兆瓦模塊化研究堆,2029年臨界,這步走穩(wěn)扎穩(wěn)打。技術上,熔鹽凈化和分離關鍵點都突破了,合金材料耐腐蝕,國產(chǎn)化率高。
釷鈾循環(huán)里,釷轉成鈾233繼續(xù)反應,燃料利用率達95%以上,鈾堆才1%。美國研究五十多年沒商用,中國落后起步卻先運行,這靠的是專注投入。其他國家如俄羅斯法國加拿大也搞熔鹽,但規(guī)模小,中國TMSR項目整合了釷燃料和熔鹽堆,綜合領先。
建堆過程分三步:實驗、研究、示范,現(xiàn)在實驗穩(wěn)了,下步示范堆能產(chǎn)氫氣,高溫電解水裂解,零碳氫燃料。核電效率從33%提至50%,經(jīng)濟性好。領先不光是建堆,還在供應鏈,上海成基地,輻射周邊產(chǎn)業(yè)。這技術攻克,搶在美國前頭,證明中國核能自主能力強。
前景應用惠及民生
未來釷基熔鹽堆應用廣,幫中國實現(xiàn)能源獨立,還能出口技術。按規(guī)劃,到2030年掌握全套科技,建工業(yè)示范堆,之后大規(guī)模商用。五到十座堆集群,供電穩(wěn)當,西北干旱區(qū)建站,解決水資源難題。核能綜合利用,熱能不只發(fā)電,還產(chǎn)氫,助力氫能產(chǎn)業(yè),電動車燃料電池用得上。
軍事上,釷堆小型化,適合核潛艇航母,體積小重量輕,布局優(yōu)。航天領域,提供穩(wěn)定熱源,衛(wèi)星深空探測受益。雙碳目標下,釷堆零碳排放,減排壓力小,取代部分煤電,空氣質(zhì)量改善。產(chǎn)業(yè)鏈拉動就業(yè),從礦采到處理,全鏈條國產(chǎn)。
國際上,一帶一路國家感興趣,中國可合作建堆,共享經(jīng)驗。全球核復興,中國貢獻大,標準制定有話語權。釷資源用盡前,夠幾代人花,能源安全穩(wěn)。應用不局電,還熱解化工,工業(yè)升級。
長遠看,釷堆比聚變更現(xiàn)實,技術成熟快。民生角度,電價穩(wěn),生活成本降,農(nóng)村偏遠區(qū)供電易。核廢料少,環(huán)境友好,后代負擔輕。中國核能自主,從釷堆起步,前景亮堂堂。
總的來說,釷基熔鹽堆這事兒,中國干得漂亮,從資源到技術再到應用,全鏈條打通。夠用兩萬年不是空話,實打?qū)嵉募夹g支撐。能源獨立夢近了,全球格局變了,這不光是勝美國一籌,還為世界清潔能源樹標桿。未來發(fā)展,釷堆肯定大放光彩,中國繼續(xù)領跑。
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