中國將建造世界首個利用稀土廢料的實用核反應堆

2025年01月01日15:33:03 科學 1037

中國將建造世界首個利用稀土廢料的實用核反應堆

中國科學院上海應用物理研究所(SINAP)將於明年開始建造一個示範的10兆瓦鹽釷反應堆。該反應堆的試點項目於2021年投入使用,這決定了該方向的命運-釷反應堆是!該項目已經取得成功,並將在一個新的水平上重複。

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圖像來源:AI-生成康定斯基3.1/3DNews

核電站建設反應堆網路將使中國和其他一些國家擺脫對鈾燃料的依賴。地球上的釷足以在核反應堆中燃燒數百年甚至更長時間來產生能量,但鈾的儲量卻不足以維持500年以上。此外,在回收稀土元素時,釷會在廢棄物中出現。中國在回收此類礦石方面處於領先地位,已經積累了難以想像的廢物,這些廢物的回收正在等待一個小時。

釷的困難在於它不容易發生核衰變,需要將其轉化為合適的鈾同位素。為此,釷-232被裝入熔鹽增殖反應堆中。釷的氟化物在反應堆的活性區熔化,同位素同位素232在輻照過程中成為同位素233。釷-233的半衰期約為20分鐘,然後一半的物質分解成一種對流層同位素233。其最後的半衰期更長,27.4天,在此期間,它會分解成鈾-233,這是一種適合裂變反應的燃料。在鈾-233的衰變期間,將其從反應堆中分離出來,並以鈾燃料的形式返回。中國的試點項目已經證明了其可行性,但該進程的經濟可行性仍受到質疑。

據悉,該試點項目是在戈壁沙漠中實施的。在那裡建造了一個2兆瓦的液體反應堆,發電量為1兆瓦。該項目負責人SINAP研究所認為該項目是有前途的,並計劃在2025年在那裡建造一座60兆瓦的反應堆,發電量為10兆瓦(其餘部分是熱量,也可以使用)。更強大的液態反應堆將於2030年投入使用。如果成功的話,它將進一步擴展到100兆瓦的發電量。

在中國開始使用釷反應堆之前,世界上唯一的這種裝置是美國橡樹嶺國家實驗室(ORNL)的反應堆。它於1969年被叫停。從那以後,沒有人建造過釷反應堆。如今,他們的興趣不僅在中國。許多國家開始設計熔鹽反應堆,作為傳統核電站更安全的替代品。有些人擔心放射性燃料需要在反應堆外停留一段時間,直到它「恢復正常」,這是一種不受控制的擴散的威脅。因此,有些項目的反應堆的吸收劑不會離開反應堆,在無法到達的堆芯中形成鈾。

無論如何,釷反應堆目前都在歐盟、美國、日本和印度設計。中國已經表明,走這條路是可以走的,並打算繼續走在世界前列。當其他人畫圖紙時,他很自信。

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