中国将建造世界首个利用稀土废料的实用核反应堆

2025年01月01日15:33:03 科学 1037

中国将建造世界首个利用稀土废料的实用核反应堆

中国科学院上海应用物理研究所(SINAP)将于明年开始建造一个示范的10兆瓦盐钍反应堆。该反应堆的试点项目于2021年投入使用,这决定了该方向的命运-钍反应堆是!该项目已经取得成功,并将在一个新的水平上重复。

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图像来源:AI-生成康定斯基3.1/3DNews

核电站建设反应堆网络将使中国和其他一些国家摆脱对铀燃料的依赖。地球上的钍足以在核反应堆中燃烧数百年甚至更长时间来产生能量,但铀的储量却不足以维持500年以上。此外,在回收稀土元素时,钍会在废弃物中出现。中国在回收此类矿石方面处于领先地位,已经积累了难以想象的废物,这些废物的回收正在等待一个小时。

钍的困难在于它不容易发生核衰变,需要将其转化为合适的铀同位素。为此,钍-232被装入熔盐增殖反应堆中。钍的氟化物在反应堆的活性区熔化,同位素同位素232在辐照过程中成为同位素233。钍-233的半衰期约为20分钟,然后一半的物质分解成一种对流层同位素233。其最后的半衰期更长,27.4天,在此期间,它会分解成铀-233,这是一种适合裂变反应的燃料。在铀-233的衰变期间,将其从反应堆中分离出来,并以铀燃料的形式返回。中国的试点项目已经证明了其可行性,但该进程的经济可行性仍受到质疑。

据悉,该试点项目是在戈壁沙漠中实施的。在那里建造了一个2兆瓦的液体反应堆,发电量为1兆瓦。该项目负责人SINAP研究所认为该项目是有前途的,并计划在2025年在那里建造一座60兆瓦的反应堆,发电量为10兆瓦(其余部分是热量,也可以使用)。更强大的液态反应堆将于2030年投入使用。如果成功的话,它将进一步扩展到100兆瓦的发电量。

在中国开始使用钍反应堆之前,世界上唯一的这种装置是美国橡树岭国家实验室(ORNL)的反应堆。它于1969年被叫停。从那以后,没有人建造过钍反应堆。如今,他们的兴趣不仅在中国。许多国家开始设计熔盐反应堆,作为传统核电站更安全的替代品。有些人担心放射性燃料需要在反应堆外停留一段时间,直到它“恢复正常”,这是一种不受控制的扩散的威胁。因此,有些项目的反应堆的吸收剂不会离开反应堆,在无法到达的堆芯中形成铀。

无论如何,钍反应堆目前都在欧盟、美国、日本和印度设计。中国已经表明,走这条路是可以走的,并打算继续走在世界前列。当其他人画图纸时,他很自信。

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