向世界宣布!中国钍基反应堆即将运行,让外媒羡慕的不行!中国基反应堆快中子核燃料核裂变熔盐钍基

中国的核能发电又领先了,这让西班牙媒体羡慕的不行!

那么钍基熔盐跟铀燃料相比,到底先进在哪?

传统核反应堆

众所皆知,传统核电站,通常使用铀作为核燃料,主要是因为铀的能量密度很高。

铀元素的原子核在吸收中子后会发生裂变,释放出大量的能量。这个过程同时还会释放出更多的中子,这些中子又可以引发更多的裂变,形成链式反应。

通过核裂变产生的能量,主要以热能的形式存在,这些热量用来加热工质(如水),使其变为高压蒸气。从而驱动电站内的涡轮机、电动机旋转,最终会产生电力。

另外,使用核能不受天气条件影响,可以连续、稳定地运行,并且几乎不会排放温室气体,对减缓气候变化有积极作用。

但凡事有利就有弊,核能也一样。

除了可能会带来核污染、核灾难外,铀矿的过度开采也会对环境产生破坏。

我国虽然地大物博,但是在铀产量方面还是一个“贫铀国”。

比如2021年,国内的铀产量只有1800多吨,这些难以满足日常需求,不得不大量进口,同年我国从国外进口了13000多吨。

从这一点可以看出,我国到底有多缺铀矿了。

但老是从国外进口不是事儿,而且铀矿这玩意属于稀缺资源,如果万一别的国家对我国进行断供,该怎么办?

因此,我国很早就开始未雨绸缪,进行新的核能技术的研究,从而减少对铀的依赖。比如快中子反应堆。

于是便加入较轻的原子核构成的中子慢化剂,比如轻水,重水等等,利用里面的氢原子作为高速中子碰撞减速的中子慢化剂。

但快中子反应堆并不是这样的,它是指没有中子慢化剂的核裂变反应堆。

其利用高能或“快速”的中子来引发裂变反应,核原料采用的钚239,是铀238在反应堆中吸收一个中子后形成的,而铀238又是地壳中最丰富的铀同位素。

这样的好处,可以将铀资源的利用率提高50-60倍,要知道传统的热中子反应堆主要利用铀235,这玩意不仅在自然界非常稀缺,而且提炼也非常困难。

钍基反应堆

除了快中子反应堆外,就不得不提到钍基熔盐反应堆,也就是西班牙媒体说的那个。

钍基熔盐堆是以钍作为核燃料、以复合型氟化盐作为冷却剂的第四代反应堆核能系统,具有高安全性、核废料少、防扩散性能和经济性更好等诸多优势。

与铀元素和钚元素相比,钍元素资源更加丰富,在地壳中的含量是铀的3倍,广泛分布于地球低层之中。

例如萤石矿中就含有大量的钍,我国目前已探明的钍蕴藏量在30万吨以上。

除了钍资源丰富,更容易获取外,其裂变出来的能量也是非常巨大的。

有资料统计,1吨钍裂变所产生的能量抵得上200吨铀,相当于350万吨煤炭。一块拳头大小的钍金属,能为伦敦供电一个星期。

再加上熔盐冷却剂的加持,熔盐在较高的温度下具有良好的流动性,使得反应堆具有更高的工作温度。

更高的温度,就代表热效率高。据说,钍基熔盐堆发电效率高达45%~50%。

此外,由于熔盐冷却剂的沸点高,压力低,可以提高反应堆的安全性。

如果反应堆过热,由于熔盐核反应的特性,通常包括一个被动安全系统,即使在电力中断或其他故障情况下,也可以自动关闭反应堆并将衰变热导出。

这样可以避免核燃料过热,有助于防止熔毁事故的发生。

更关键的是,一直以来核电站的核废料该如何处理,是一件比较头疼的事情。

而钍熔盐反应堆产生的核废料,它的放射性寿命相对较短,因此降低了长期处理和储存核废料的难度。

哦,对了,目前绝大多数的核电站都是部署在海边,比如日本的福岛核电站。为啥?核电站在工作的过程中,需要大量的水来冷却。

但如果使用熔盐堆,那情况就不一样了,它采用无水冷却技术,只需少量的水即可运行。

换句话说,在内陆或者是干旱的地区,如果想建造核电站,也完全是有可能实现的。

总的来说,熔盐反应堆在设计和工作原理上有许多独特的安全性优势,被越来越多的国家所推崇。

甚至诺贝尔物理学奖获得者,卡罗·卢比亚曾表示,如果用它(钍)来发电,按照目前的电能消耗来算,中国钍的储量能够保证未来许多个世纪的发电供应,大致可以使用两万年。

虽然钍反应堆的概念,从上世纪60年代开始,美国、前苏联、日本和法国等都先后投入研发,但是由于材料问题都失败了。

科学家们解决不了管道被放射性熔盐腐蚀的问题,加上铀反应堆天然的武器属性,导致钍反应堆多年来少有进展。

但这次却被中国科学家率先实现了,让中国成为世界上第一个成功运行钍基熔盐堆的国家。

在落地之后,我国对甘肃武威钍基熔盐堆实行了机电安装以及功率调试,预计将在未来将这项技术持续推广,造福于千万户人家。

结尾

可以预见的是,中国在核电领域的发展节奏是越来越快。

一方面是国内日益增长的需求所导致的,另一方面也是我国核电技术越来越成熟,这次钍基熔盐堆的商用,可以为中国又多一种选择。

比如未来,像湖南、湖北、江西、甘肃等内陆省份,如果面临缺电的难题,那么也有了相应的解决方案,而这正是为14亿人谋福祉的意义所在。

THE END
0.在研发核武器和反应堆的过程中发生的临界事故有多危险?自从1945年以来,至少发生过60起临界事故,导致了至少21起死亡,其中美国8人,前苏联10人,日本2人,阿根廷1人,南斯拉夫1人。其中9起事故的原因是操作失误,其他的属于实验反应堆事故。 在研发核武器和反应堆的过程中都发生过临界事故。 1945年6月4日,洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家约翰·比斯莱(John Bistline)正在进jvzquC41okr/uxmw0eun1j46;;?55?93a6644=;
1.全新视界探索无限反应发电机:可以利用通用反应粉和核燃料反应进行发电,左侧添加核燃料,每个铀或者钍增加2%的燃料,每个氧化铀或者氧化钍增加3%的燃料。右侧添加通用反应粉,每个反应粉可以添加10%。每消耗1%的燃料和反应粉可以持续反应25秒产能10万RF(200RF/t) 耗材几乎相当于一个小型反应堆,但是效率非常低下,不推荐使用。 jvzquC41oe428<3eqo5n1x|s1mtls4423?159:14;785h=238<10qyon
2.铀,其他图文简介铀独特的核子特性有很大的实用价值。铀-235是唯一自发裂变的同位素。铀-238在快速中子撞击下能够裂变,属于增殖性材料,即能在核反应堆中经核嬗变成为可裂变的 铀相关文献 段蕴铀 段蕴铀,教授,主任医师,军事医学科学院博士生导师,第二军医大学博士生导师,从事呼吸系统疾病研究和临床近30年,享受国务院政府特殊津贴。jvzquC41yy}/|~uw0et0erykcq5589890jznn
3.重水是什么水重水可以用来干什么→MAIGOO知识轻水亦可以作减速剂,但因为轻水会吸收中子,因此轻水式反应堆必须使用浓缩铀,而不能使用普通铀,否则将不能达到临界质量。重水反应堆不单可以使用普通铀,而且会把铀-238转化成为可制作核弹的钚。印度、巴基斯坦、以色列、北朝鲜都是以这样方法制造核燃料。为了防止核子武器扩散,重水的生产和出售在很多国家都受到限制。jvzquC41o0sbkptq0eun1ptqoco04==4:64ivvq
4.观天象|化学老师都要撕卷子!英国声称向乌提供贫铀弹与核武器完全英国国防部坚称,贫铀弹的辐射风险很低,并声称“贫铀是一种标准成分,与核武器完全无关”,气得化学老师都要撕卷子。据美国“全球安全”网站介绍,在天然铀中,可用于制造核武器与核反应堆的是含量极低的铀235。在铀235被提取后,剩下的铀材料就被称为“贫铀”。 jvzq<84pgyy/jww0ep5elw4ctvodnn4313<4:@;;58678B697:6:
5.天然裂变反应堆——奥克洛现象“典克洛”反应堆的发现 铀矿的主要成分是铀 - 238(其半衰期为45.1亿年)和铀 - 235(其半衰期较短,为7.1亿年),因此铀 - 235的丰度随着年代的倒转而增大(见表中所列数据)。 对大多数原子能发电站的反应堆来说,可将普通的水作为中子减速剂,铀-235的比例得以自动增大,大约在18亿年之前,天然铀的同位素成分是jvzquC41yqxmf|hkgpif0ls1e17:;9226/861?88976/uqyon