核电新概念横空出世

新型核电装置

核能发电早已经是电能生产的主要形式之一，核燃料主要使用的是铀和钚元素，但是我国甘肃省武威市某新型核电装置正要试验以钍元素为燃料的发电方式，如果试验成功，将代表着我国首先掌握了第四代核能技术。

这座新型核电装置正是世界上第一座商业化运营的钍基熔盐堆，具有划时代的技术创新意义，它的建造也标志着我国成为世界上第一个对第四代核电技术进行商业化试验运营的国家。该反应堆于2018年9月30日开工建造，2021年5月基本完工，8月份完成了机电安装，目前的安排是将于 9 月底启动试运行，由于主要还是实验性质，该反应堆功率不大，可为1000户普通家庭提供电能，如果运行过程表现良好，那么我国将打造至少可为10万户家庭提供电力的更大规模的钍基熔岩堆，将代表着第四代核电技术在我国进入市场化开发运用的阶段。

什么是钍基熔盐堆？

钍基熔盐堆核能系统是第四代先进核能系统的候选路线之一，它包括钍基核燃料、熔盐堆、核能综合利用等三大子系统，具有高固有安全性、核废料少、防扩散性能和经济性更好等特点。

技术原理图

核心技术特点：1、用稀土元素钍作为核燃料，其好处是资源丰富、供应充足、还能消纳一部分乏燃料甚至核废料；2、用熔盐作为换热介质，对水资源的消耗很少；3、熔盐堆在运行过程中本身不带压，出现事故能自动停止链式核裂变反应，安全性好，发生核泄漏等重大安全事故的概率很低。即使发生事故，熔盐也会自动流入储罐封存。冷却后凝固成固体，不会四处扩散。熔盐本身的放射性很弱，对人体的危害很小。

钍基熔盐堆为代表的第四代核电站的主要优势：

首先是该系统的耗水量很少，适合在内陆干旱地区建设。而传统的核电站要么建在沿海地区，要么建在水资源丰富的河流沿线。一旦出现核事故，含有核污染的废水很可能流入江河湖海，对人类生产生活带来巨大威胁。与人员密集的东部地区相反，西部内陆地区缺水且人口密度小，显然更适合建设新一代核电站，通过特高压电网等方式向东部地区输送能源。

其次是造价和运维成本更便宜，能大幅度降低上网电价。有助于减少人类对石油、煤炭等化石能源的依赖。钍基熔盐堆核电站，既可以输出电力（布雷顿循环发电），也可以输出氢气（高温电解制氢），或联产甲醇（二氧化碳与氢，经过催化合成）等大宗化工产品。

同时钍基熔岩堆安全系数高。钍基反应堆发电技术是比以往的核电技术反应堆安全得多的核能发电技术，它基本不会出现高温烧毁的情况，因为当反应堆内温度超过预定值时，其底部的冷冻塞就会自动熔化，携带核燃料的熔盐将全部流入应急储存罐中，核反应也就随即终止了，之后反应堆就会迅速降温了。而作为冷却剂的复合型氟化盐在冷却后凝固，基本不会泄露和污染环境。正常情况下钍基反应堆产生的核废料也很少，不到铀和钚核反应堆的1‰呢，而且其危害可从几万年降低的几百年。所以钍基反应堆被看作是未来核能发电领域最安全的反应堆技术之一。

就在近期，中科院宣布，其位于中国甘肃武威的实验性钍反应堆，暨世界首个第四代核能技术的钍基熔盐堆将于9月底启动试运行。不同于目前全球在建核电项目普遍采用的第三代核电技术，钍基熔盐堆是四代技术中唯一的液态燃料反应堆，没有堆芯熔毁的风险。

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