據新華社11月4日報道,日前,中國科學院上海應用物理研究所傳來重大喜訊,中國在甘肅武威自主研發建造的實驗性釷熔鹽反應堆首次在可控條件下實現了釷燃料向鈾燃料的轉換。這一里程碑式的成果,標志著該反應堆首次投入實驗性運行狀態,同時也驗證了中國開拓的這條全球領先技術路線的正確性與可靠性。
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位于甘肅武威的這座實驗性釷熔鹽反應堆,是中國核能研究院聯合多個機構和大學共同建造的,目前是全球唯一處于運行階段的釷燃料熔鹽反應堆,屬于第四代先進核能系統,在全球核能領域處于頂尖水平。與常見的第四代壓水反應堆核電站不同,它摒棄了以水作為冷卻劑、以傳統鈾作為燃料的方式,轉而采用熔鹽作為冷卻劑、釷作為燃料。這一創新性的設計,猶如在核能的賽道上開辟了一條全新的道路,為核能的發展帶來了新的可能。
從能源戰略的角度來看,這一突破具有深遠的意義。中國并非產鈾大國,超過一半的鈾燃料和原材料依賴進口,這在一定程度上限制了我國核能發展的自主性和安全性。而中國卻是釷礦儲備大國,僅白云鄂博礦區就能產出約100萬噸釷,若換算成燃料儲備,足夠中國使用超過6萬年。釷熔鹽反應堆以釷為燃料,無疑為中國的能源安全提供了一種新的保障,使中國在核能領域擺脫了對進口鈾的過度依賴,掌握了更多的主動權。
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技術突破:從釷到鈾的華麗轉身
釷本身的可裂變物質不足以引發鏈式反應,這是釷作為核燃料面臨的一大難題。然而,中國研發的這種新型反應堆,巧妙地利用其他中子源和裂變材料,將釷232轉變為可引發鏈式反應的人工鈾233。此次中國首次成功將釷轉變為鈾,堪稱全球核能發展史上的一座重要里程碑。
這一技術突破并非一蹴而就,而是中國科研人員長期努力和智慧結晶的結果。它不僅解決了釷作為核燃料的關鍵問題,還為核能的可持續發展開辟了新的途徑。與傳統的鈾燃料相比,釷燃料具有資源豐富、分布廣泛等優勢,而且釷熔鹽反應堆在運行過程中產生的放射性廢物排放量大幅降低,核電站周圍的放射性水平遠低于傳統壓水反應堆。這意味著,釷熔鹽反應堆在提供清潔能源的同時,對環境的影響更小,更符合未來能源發展的綠色、可持續理念。
此外,釷熔鹽反應堆依靠高溫熔鹽而非水作為冷卻劑,這一特性帶來了諸多優勢。它使得核電站的選址不再受限于大片水源,即便是在甘肅這樣的內陸地區也可以建造,大大拓展了核電站的建設范圍。同時,極高的安全性也是其一大亮點。即便反應堆過熱,液態熔鹽的自然膨脹將使得核裂變自動停止,有效避免了核事故的惡化,為核能的安全利用提供了更可靠的保障。
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歷史回溯:中美核能發展的不同抉擇
在這一技術領域,中國并非首創。早在上世紀60年代,美國就在橡樹嶺國家實驗室建造了世界上第一個可運行的1000兆瓦級熔鹽反應堆。然而,由于當時的技術水平限制,美國很快放棄了該項目的研究,轉而將壓水反應堆作為技術重點。這一抉擇,使得美國在釷熔鹽反應堆技術領域的發展停滯不前。
而新世紀到來后,中國則成為了在這一技術領域投入最大的國家。基于美國早期解密研究成果,中國上海應用物理研究所自主研發了這臺目前全球唯一的釷燃料熔鹽反應堆。從去年6月首次開機滿負荷運行,到去年10月完成首次不停機燃料加注,再到如今實現釷燃料向鈾燃料的轉換,中國科研團隊一步一個腳印,不斷攻克技術難題,取得了舉世矚目的成就。正如該團隊在中科院會議上所說的那樣:“美國將研究成果公開并等待接班人,現在我們就是那個接班人——我們掌握了文獻中的每一項技術,然后更進一步。”這不僅體現了中國科研人員的自信和實力,也彰顯了中國在核能領域勇于探索、敢于創新的精神。
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全球領跑:中國核能贏得國際認可
目前來看,中國這套釷燃料熔鹽反應堆系統是全球范圍內成熟度最高、最完善的熔鹽反應堆,也是最接近實用化的方案。它超越了日本的富士熔鹽反應堆項目和俄羅斯的FLiBe熔鹽反應堆,當然也超過了美國自己的愛達荷國家實驗室熔鹽反應堆。在這一領域,中國已站在世界的最高點,足以讓全世界所有質疑中國核能水平的人閉嘴。
中國的這一喜訊傳來之際,包括《核能工程》、《工程師在線》等多家專業外國媒體紛紛發文祝賀、對該項目給予高度評價。這一現象表明,中國在核能領域取得的成就得到了國際社會的廣泛認可和尊重。中國的核能發展不僅為自身能源安全提供了保障,也為全球核能的發展提供了新的思路和方向。
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