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满足2万年需求!我国获得“无限能源”:将开建全球首座钍熔盐堆

 虚空之漂者 2024-10-06

本文内容均引用权威资料结合个人观点进行撰写,文末已标注文献来源及截图,请知悉。

随着国家发展的需要逐渐增加,我国对于能源的需求也不断增加,可能源终究是有限的,尤其是化石能源正在逐渐枯竭,这个时候寻找可持续的能源就成为了至关重要的事情。

就在最近,我国在能源方面取得了重要成就:我国对外官宣会在明年开始计划建造全球首座钍基熔盐堆发电站,预计其储量可以支撑我国使用2万年,所以钍基熔盐堆还被大家称为“无限能源”!

满足2万年需求!我国获得“无限能源”:将开建全球首座钍熔盐堆

钍其实属于一种放射性金属元素,纯天然的钍经过中子轰击,能够得到铀- 233,而铀- 233是铀的同位素之一,主要用来做核反应中的核燃料,是制造核武器的原料之一,因此钍是极其珍贵的核燃料之一。

最重要的是“钍”相对铀来说有一个优点,那就是它不需要浓缩,而且提炼的方式也比铀更简单、便宜。

一般情况下,1吨钍可以释放出200吨的铀,以及350万吨的煤提供的能量,如果把这些能量放到核电领域当中,可以直接提供10亿千瓦时的电力。

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根据央视新闻报道,2023年,我国全球首座第四代核电站正式投产,钍元素储量大便是核电站能够投产的主要原因。

金属钍外表呈现钢灰色光泽,硬度较低质地柔软,其化学性质比较活泼,在能源材料当中它的前景十分可观,因为这种“钍”元素在地壳中的含量是“铀”的三倍,因此它也被誉为“能量宝库”,一度广泛应用于合金材料,医疗,航天等领域。

放眼全球,我国的“钍”含量领先世界多个国家,甚至有专家特意对我国的钍储量进行估计。最终得出,我国的钍储量足以支持中国未来2万年内的能源需求。

说了那么多,我国钍资源含量究竟有多少呢?如果要算一个排名,我国的钍资源含量仅次于印度,位于世界第二,这样丰富的钍矿资源完全能够支撑我国未来钍核能的开发和应用。

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用钍为燃料新型核能系统叫做“钍基熔盐堆”,我国是典型的“富钍贫铀”的国家,拥有着巨大的储量,且这种资源对发展有益,对我国的重要性不言而喻。

在未来全球铀含量持续下降时,钍资源将会有效弥补铀资源不足的问题,另外在环保方面从,钍可以做到“零碳排放、低辐射和较少的核废料优势”。

有人统计过,如果按照每年使用100吨钍燃料来算,那么这批钍可以代替2.5亿吨煤,这大大节约了煤炭资源,也一定程度上减少了碳排放。

只是想要开发好这种能源很难,在技术方面很难突破,全球各个国家都在钍基熔盐堆上努力了不知道多少次,但结果都不是很尽人意,可如今我国科学家却直接打开了一条新的道路。

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根据《南华早报》报道,这次负责这项资源开发技术的是中国科学院上海应用物理研究所,他们也会参与建设全球首座钍基熔盐堆发电站。

要知道中国科学院上海应用物理研究所是国内综合性核科学技术研究机构,平常他们就是主要以钍基熔盐堆核能系统、高效能源存储与转换等先进能源科学技术为主要研究方向,而且还会兼顾核技术在各种环境,各种材料领域内的发展,致力于研究熔盐堆、钍铀燃料循环、核能综合利用等领域。

前面提到,钍相对铀来说有很多优点,钍基熔盐堆不需要循环水进行冷却,从前主流反应堆需要使用水作为冷却剂,这种方式其实很危险,循环水会将反应堆里的热量带出来,只要周围发生意外事故,循环水泵就会停止运行,大量的热量会把水汽气化,最终导致反应堆外壳裂开,反应堆外壳已裂开,内部的核燃料会尽数泄露,造成核泄漏危机。

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但是钍基熔盐堆不同,它主要使用液态盐和二氧化碳来传递热量,能够在干旱的沙漠地区建造,安全性高。

另外,这座熔盐堆的热功率为60MW,这部分功率里面有一部分将会用来驱动一台10MW的发电机组,而剩下那部分能量将会以高温的形式进行分解,将其分解成为水分子后就会产生氢气,而这个氢气“绿氢”,能够作为清洁能源来使用。

也就是说除了那10MW的发电机组外,该反应堆产生的绝大部分能量都不会被浪费,根据央视报道,其实早在2023年,钍基熔盐实验堆就已经投入运行。

预计从2030年以后,我国将会开始建设100MW发电功率以上的商业钍基熔盐堆,致力于给工业领域提供低成本、低碳、稳定、充足的电力。

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除此之外,在核电技术领域我国取得了别的成就,根据光明网报道,7月28日,在山东荣成,华能石岛湾核电基地压水堆扩建一期工程开工建设。

上午11时,华能石岛湾核电基地扩建一期工程1号机组核岛混凝土浇筑正式启动,正式标志着该项目进入开工建设阶段,需要知道的是,这是继2023年12月全球首座第四代核电站在此投入商业运行以来,该基地在自主三代核电机组建设领域实现的另一个突破。

如今随着科技的发展及国家发展战略的需要,我国在能源方面取得的成就越来越多,比如“一次能源生产总量累计增长35%”“非化石能源发电装机历史性超过火电”“成为全球能耗强度下降最快的国家之一”

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截至2024年4月底,我国风电、光伏发电累计装机超过11亿千瓦、同比增长约38%,山西、陕西、内蒙古、新疆原煤产量由2013年的25.9亿吨提高到2023年的38.3亿吨,占全国产量的比重提高11.8个百分点。

接下来我国还会继续进行技术革新,钍基核电技术的发展只会越来越好。

参考资料:

人民日报《“十四五”以来,我国能源供给规模增长近20% 新型能源体系建设取得积极进展》

光明网《自主研发+创新突破”,完整产业链!我国核电技术进入世界第一方阵》

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