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釷基熔鹽堆屬于我國(guó)第四代先進(jìn)核能技術(shù)，被稱作人類實(shí)現(xiàn)核聚變前的終極能源方案，能夠解決當(dāng)下裂變反應(yīng)堆面臨的一些問題和難題。
有關(guān)專業(yè)人士表示，釷作為一種核燃料，是未來核能利用的主要發(fā)展方向。而安全問題對(duì)于當(dāng)今世界裂變反應(yīng)堆核電站至關(guān)重要。核反應(yīng)堆具有放射性，一旦發(fā)生爆炸，放射性便會(huì)擴(kuò)散，給人類的生命健康造成嚴(yán)重危害。相比于當(dāng)下常規(guī)核電站中的輕水反應(yīng)堆，釷基熔鹽堆具備什么特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)?
釷基熔鹽堆具有諸多安全特性。釷基熔鹽堆將熔化的氟化鹽作為載熱工質(zhì)，氟化鹽在常溫下為固態(tài)，隨著溫度升高變成液態(tài)，當(dāng)溫度達(dá)到1000℃及以上則變成氣態(tài)。由此可見，液體的熔鹽只需要提升溫度便可以獲得。此時(shí)，反應(yīng)堆的放射部分處于常壓狀態(tài)，容器即便被燒穿也不會(huì)發(fā)生爆炸。釷基熔鹽堆反應(yīng)皿底部有一個(gè)凍結(jié)塞，當(dāng)反應(yīng)堆的堆芯超過預(yù)設(shè)溫度，凍結(jié)塞便會(huì)溶解，反應(yīng)堆里含有放射性的熔鹽則會(huì)從洞孔全部流入到應(yīng)急儲(chǔ)存罐中，此時(shí)核反應(yīng)自動(dòng)停止運(yùn)行，熔鹽逐漸冷卻變成固體。固態(tài)鹽不會(huì)擴(kuò)散，其攜帶的放射性物質(zhì)既也不容易泄露，也不會(huì)與水源接觸導(dǎo)致污染。
而輕水反應(yīng)堆將水作為熱載體，水加熱到100℃會(huì)沸騰，通過加壓可將水的沸點(diǎn)提高，此時(shí)含有放射性元素的部分處于高壓狀態(tài)。高壓容器容易被破壞和爆炸，一旦發(fā)生爆炸，大量放射性物質(zhì)便會(huì)以氣態(tài)的方式擴(kuò)散到空氣中，或以液態(tài)的方式流到地下擴(kuò)散，這兩種擴(kuò)散方式十分致命。此時(shí)，核反應(yīng)堆出現(xiàn)破壞之后尚未停止運(yùn)行，需要用水來冷卻，并產(chǎn)生出核廢水。
釷基熔鹽堆的核廢料比現(xiàn)有核電站的核廢料放射性更低、半衰期更短，后處理更加安全，不像傳統(tǒng)反應(yīng)堆產(chǎn)生的核廢料存在核擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)。此外，釷基熔鹽堆還能夠建在地面10米以下，有利于防御恐怖破壞和戰(zhàn)爭(zhēng)襲擊。
釷基熔鹽堆經(jīng)濟(jì)性更好。從原理上來看，釷基熔鹽堆的反應(yīng)皿使用的是耐腐蝕耐高溫的常溫容器，而輕水反應(yīng)堆使用的是高壓容器，高壓容器比常容器制造難度更大、成本更高。同時(shí)，現(xiàn)有核電站需要用到大量的水，而釷基熔鹽堆不需要大量用水，也在一定程度上節(jié)約了成本。從核廢料的后處理來看，釷基熔鹽堆相比輕水反應(yīng)堆要便宜很多。
釷基熔鹽堆更加高效和緊湊。釷基熔鹽堆發(fā)電效率為45%-50%，高于常規(guī)核電站中的輕水反應(yīng)堆。此外，釷基熔鹽堆的堆芯結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，可以設(shè)計(jì)成具有較高功率輸出的小型反應(yīng)堆。
釷資源更加豐富。與當(dāng)下核反應(yīng)堆普遍使用的核燃料鈾相比，釷的資源十分豐富。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，目前地殼中釷的探明儲(chǔ)量約為鈾的3至4倍。我國(guó)鈾儲(chǔ)量有限，且多為貧鈾礦，但釷的儲(chǔ)量極為豐富，我國(guó)釷鈾儲(chǔ)量之比約為6:1，已探明的釷工業(yè)儲(chǔ)量超過28萬噸，僅次于印度，居世界第二位。同時(shí)，分布在20多個(gè)省和地區(qū)，其中，內(nèi)蒙古包頭白云鄂博礦區(qū)是我國(guó)釷資源儲(chǔ)量最多的地區(qū)。
諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者卡羅·盧比亞曾表示，如果用它(釷)來發(fā)電，按照目前的電能消耗來算，中國(guó)釷的儲(chǔ)量能夠保證未來許多個(gè)世紀(jì)的發(fā)電供應(yīng)，大致可以使用兩萬年。
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