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钍将取代铀成为核电原料新宠能源储量超1万

发布时间:2019-10-12 18:19:28

钍将取代铀成为核电原料新宠 能源储量超1万年

如果能有一种物质可以取代传统核电站所使用的铀,且不会产生大量的放射性垃圾,那就是钍。

一吨钍可以产生相当于200吨铀,或350万吨煤的能量,而目前已知的钍储量至少可为世界提供1万年的能源。与传统的核原料铀相比,钍更容易进行浓缩与提炼,因而成本不高

。此外,钍基反应堆不会产生二氧化碳,这意味着它是一种清洁能源,不会产生碳排放问题,它在发电过程中也只产生相当于传统核电0.6%的辐射量。

实际上,钍作为核燃料早已有所尝试

,但却始终没有受到足够重视与开发,无法用来制造核武器是一个重要原因。在冷战时代,各国都不想花钱去研究一种不能用于武器开发的物质,而铀的开发既可用来发电,也可以用来制造核武器,这就是钍被埋没的重要历史原因。

随着时间的推移,人们对核电站的安全性能更加关注,日本福岛核危机更是敲响了核电安全的警钟——核反应堆堆芯熔化将最终导致放射性物质泄漏。虽然现有的3代半核电站在依靠电力驱动冷却水和风扇来降温的同时,还带有被动安全系统,在电力失效的情况下能利用重力、凝结和蒸发这样的自然力量来对反应堆进行冷却,但是从理论上来讲,以AP1000为代表的3代半核反应堆仍存在堆芯熔化的可能

。作为第四代核反应堆的主要堆型,以钍为燃料的熔盐反应堆用液态钍取代了今天的核电站中使用的固态铀,彻底杜绝了堆芯熔化的问题。

在安全方面,钍基熔盐反应堆主要有两个优势:它的液态燃料储存压力要比轻水反应堆中固态燃料小得多

,从而极大降低了出现像福岛核电站那种氢气爆炸的可能性。其次,一旦发生电力供应中断,反应堆内的固态盐就会熔解,液态燃料流入储存池并固化,将裂变反应终止。

除了钍基熔盐反应堆,加速器驱动次临界反应堆也是未来发展的主要堆型,其利用中能强流质子加速器产生的散裂中子源驱动次临界反应堆,以维持其链式反应。在这一过程中,钍会吸收高能中子,随后转化成铀,进而实现裂变,该系统同样拥有超高的安全性能。

纵观全球

,目前有意发展钍基核反应堆的不在少数,例如印度就在计划发展以钍为原料的先进重水反应堆。印度的钍矿储量高达29万吨,约占世界总储量的1/4

,因此钍很可能将成为印度实现能源独立的秘密武器;日本同样有意重启对熔盐反应堆的研究;挪威也正在研究钍反应堆的可行性

,该国钍矿储量约占全球总量的15%,钍基核反应堆未来有望为挪威提供大量能源。(罗伯特·西文斯基)

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