钍基堆的优缺点如下,你看好它的前景吗?

【本文由“观静”推荐,来自《王孟源不看好中国发展“熔盐堆”技术,大家怎么看?》评论区,标题为观静添加】

那么多评论就没有客观讨论这个具体问题的。都是在发表情绪。

我来说下吧:

钍基堆优点:

1.安全性高: 当熔盐堆内熔盐 温度超过预定值时,设在底部的冷冻塞将自动熔化,携带核燃料的熔盐随即全部流入应急储存罐,使核反应终止。熔盐堆工作在常压,操作简单安全。熔盐堆还可建在地面10米以下,有利于 防御恐怖破坏和战争袭击。

2.核燃料长期供应: 熔盐堆使用使用 钍铀核燃料循环。对于陆地钍资源储量的估计,如果乐观地估计,钍的储藏量是铀资源的 5~8倍。我国是钍资源大国,若能够将钍用于生产核能,可保我国能源供应万年无忧。钍资源中产量最多的矿物为独居石(一种稀土),以制成核子纯度级的钍。

3.核废料最小化: 熔盐堆可以对核燃料和反应产物进行在线添加和在线(或邻堆离线)分离和处理,使得核燃料充分地燃烧,最终卸出的 核废料很少,约为目前的千分之一左右。

4.活性多用: 小型模块化反应堆、混合能源均为未来核能的发展方向。熔盐堆是小型模块化反应堆较为理想的堆型,同时熔盐堆又是高温堆,适于用作制氢等混合能源的应用。因此,未来或可出现小型化、社区用的核能系统。

5.防核扩散: 传统反应堆所产生的核废料中,有大量易于生产核武器的 核燃料钚-239,因此存在核武器扩散的风险,而科学界公认 钍-铀燃料循环 不适于 生产武器级核燃料,只能用于产生核能。

钍基堆缺点:

1.燃料:钍本身不能作为核燃料,需要先转换成铀233。驱动这一转化的裂变物质只能是U235和乏燃料里回收的钚,德国人用的是高浓铀和钍混合1:10燃料,清华也有类似的实验。钍燃料要解决这一问题最好采用闭式燃料循环,而钍燃料后处理和U233回收流程不成熟,并且伴生的铀232有极强伽玛射线的子体。

2.材料腐蚀:在其高温,氟化物熔盐腐蚀及中子辐照等极端环境对其关键材料(包括结构材料以及核石墨材料)的综合性能提出了苛刻的要求。辐照损伤会严重影响材料的机械性能和耐腐蚀性能,是熔盐堆关键材料面临的重要问题之一。

3.熔盐的制备和纯净:由于熔盐堆主要构件与燃料盐(内含核燃料及裂变产物)直接接触,要求用作制备构件的合金结构材料具有良好的裂变产物惰性,即不与裂变产物(如 Te 等)发生相互作用而使合金材料性能严重劣化。

总结:

优点很多,但缺点会严重影响实用性。关键的问题是这种堆会产生极强的腐蚀性和辐照损伤,材料能不能实际承受是关键的关键。要是天天坏部件得换,那经济性上就不划算了。

发表于美国
2023-12-23
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