甘肅武威釷基熔鹽堆已經建成?它相比於核電又有什麼優勢?

2022年11月25日03:34:13 資訊 1743

近些年來隨着的科技水平的不斷提升,各行各業已進入了一個新的發展階段,但與此同時,能源的消耗量也越來越大,為了保證社會能源供應,人類開始想方設法地尋找各種可再生能源供應途徑,核電能源技術便是其中之一。

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對於該技術領域,我國可以說費盡了心思,經過多年的努力,甘肅武威釷基熔鹽堆終於誕生,其超前優勢一度令世界震驚,它的出現不但意味着我國核電技術已經領先全球,在某種程度上更是提升了核電技術標準。

甘肅武威釷基熔鹽堆,或許很多人並不了解。釷基熔鹽堆也可以叫作液態氟化釷反應堆,主要是利用熔鹽狀態燃料和釷-232元素,通過循環產能的方式實現釷-鈾之間的轉化,該熔鹽堆以釷元素為原料,其實是一次冒險的嘗試,但也是一次偉大的突破。

因為在此之前,幾乎所有國家核電技術中採用的原材料都是鈾元素與鈈元素。不僅如此,其核電裝置也是世界上第一個可以滿足商業化熔鹽堆發展需要的裝置,所以這次核電技術的成功,更代表着我國正邁向一個嶄新的技術領域。

甘肅武威釷基熔鹽堆早在2018年便開始籌建,經過了兩年多的時間,於2021年正式落地。此後便開始了機電安裝與功率調試工作,並且據悉很快便可以投入使用,用以造福大眾。在人們眼中,熔鹽堆從籌建到使用的過程似乎都是一帆風順、水到渠成的,然而事實上,在其籌建之初,也曾遇到了許多難以想像的挑戰。

首先建設項目所處位置屬於地震帶上,並且還是西北風口,一旦出現意外可能會帶來嚴重的災害。雖然項目周邊相對偏僻,但是與居民區距離不是很遠,而西北風除了可以作為風電動力,也會帶來強勁的風沙,如果在此建設核反應堆,容易引發生態災害。

更重要的是地震帶往往地震活動頻繁,過往便出現過多次具有破壞性的大地震,再加上西北風口的影響,的確是一個不可小覷的挑戰。其次當時我國關於釷基熔鹽堆核能的相關技術尚未成熟,並且經驗不足,不僅僅是我國,許多先進國家對於該技術的研究長期處於停滯狀態,甚至研究過熔岩反應堆的國家也只有美國,並且由於技術困難的原因被迫中止。

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最後項目建設需要很長的時間,並且這個過程中可能會出現諸多問題,根據國家科學院提出的建設計劃,當時預計建成的時間是在2030年。之所以需要這麼長的時間,主要是由於技術問題難以攻克,釷基熔鹽堆的原理是利用熔岩達到傳熱的目的,從而將核反應製造出的熱量傳導出去,在此基礎上通過水蒸氣蒸發由汽輪機將其轉化為電能。

但是熔岩系統中包含的金屬氟化物具有一定的腐蝕性,會在反應的過程中對容器或是管道產生腐蝕作用,特別是在高溫的情況下,而當時很多國家都沒有找出具有耐腐蝕性的材料來解決這一難題。

另外甘肅省在能源管理以及消納技術方面嚴重不足,新能源產出電力出現過剩問題,既不能及時消納,也難以在短時間之內輸送出去,導致大量浪費,而繼續發展核能不但不能解決燃眉之急,可能還會帶來更多麻煩,需要面對許多未知的事情。

不過即便問題重重,甘肅武威釷基熔鹽堆還是克服萬難並順利建成,並且在建設過程中也沒有帶來災害,建成的時間更是早於科學院預期,不得不說是一個偉大的奇蹟,尤其它還帶有世人矚目的幾大超前優勢。

甘肅武威釷基熔鹽堆的優勢具備較高的安全係數。有專業人士指出,釷基反應堆帶有的發電技術有着很高的安全性,並且遠遠高於其他核電技術反應堆,幾乎不會發生高溫燒毀的狀況。能夠做到這一點,主要歸功於其特殊的內部設計,一旦溫度高於預定值,反應堆中的冷凍賽便會開始融化,並且熔鹽會流入到應急罐內,使核反應無法繼續,從而達到降溫的目的。冷卻後的物質也會自動凝固,不會對生態環境造成任何影響,危害程度被大幅縮減。

具備良好的熱轉換效率,甘肅武威釷基熔鹽堆使用的堆芯燃料,是一種釷鈾混合物,其熔點與沸點分別是550攝氏度和1400攝氏度,能夠提供700攝氏度常壓高溫環境。當液態燃料進入堆芯出現裂變反應後,將產出熱能,其熱量可以在吸收之後再次進入臨界狀態,再次循環使用。

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因此產熱效率遠遠高於過往核電技術,一般情況下,反應堆熱點轉換效率在45%-50%之前,且可利用的熱量也更多。

具有環境兼容性,在反應堆中發揮冷卻效果的物質是複合型氟化鹽,它與鈾和鈈反應堆不同,不需要消耗生態水資源,因此有着良好的環境兼容性,即便項目周邊沒有海水的輔助,也可以正常運行。資源豐富,與鈾元素和鈈元素相比,釷元素資源更加豐富,相關礦產資源遼闊,廣泛分佈於地球低層之中,例如螢石礦中就含有大量的釷,如果能夠將釷礦資源充分利用,至少可以保證人類在未來的2萬年時間裏不缺電力。

甘肅武威釷基熔鹽堆的成功建設與落實,不但意味着國家在核電技術層面的突出成就,更是奠定了我國在全球核電領域的領先地位,相信在不久的未來,釷基熔鹽堆便可以發揮其作用,為社會的可持續發展貢獻一份力量。

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