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中国向全球宣布:又一张国家名片诞生!该技术全世界只有中国拥有 在甘肃武威民勤的

中国向全球宣布:又一张国家名片诞生!该技术全世界只有中国拥有

在甘肃武威民勤的戈壁滩上,放眼望去尽是黄沙,既没有海边核电站那标志性的高耸冷却塔,也听不见半点儿海浪拍岸的动静,就立着一座规模不算起眼的实验堆,热功率只有两兆瓦,放在整个核电行业里,说它是个“小个子”真不夸张。

可就是这么个不起眼的家伙,最近把全世界核能圈的专家都给惊动了,个个攥着放大镜盯着它的运行数据研究。原因很简单,这台堆是全世界独一份的存在,真真切切把钍元素送进了液态燃料熔盐堆,还实打实完成了钍铀核燃料转换,整套运行数据全是咱们自己跑出来的,别的国家想参考都得等咱们公布。

可能有人会纳闷,好好的铀燃料不用,费劲儿研究钍干什么?说穿了就是家底的现实问题。咱们国家铀矿储量不算富裕,如今国内核电站用的铀原料,七成以上都得从国外进口。国际形势但凡有点风吹草动,能源供应就容易被人卡脖子,工业生产、百姓日常用电的命脉,总不能一直攥在别人手里。

钍就不一样了,咱们国家已探明的钍储量有二十八万多吨,是铀储量的三四倍,光是内蒙古白云鄂博一处的储量就占了大头。按现在的能源消耗水平算,这些钍全部用来发电,够咱们用上几千年,完全不用再看别人的脸色行事。

很多人没怎么听过钍,它其实就是自然界里常见的一种金属元素,本身不能直接当核燃料烧,就像没干透的湿柴火,点不着也烧不旺。但它有个很实用的特性,吸收中子之后经过一系列变化,就能转化成铀-233——这可是正儿八经能稳定裂变的优质核燃料。

以前其他国家也做过相关研究,但大多停留在实验室小规模试验阶段,从没在真实运行的反应堆里完整验证过这个过程。

咱们这台实验堆,是全球第一个在真实运行工况下,完成钍到可用铀燃料转化的,相当于把传说里“点石成金”的事儿,真真切切落到了实处。

而且这个转化过程是在堆里一边运行一边进行的,消耗燃料的同时还能产出新燃料,燃料利用率能达到百分之九十以上,对比传统压水堆不到百分之一的利用率,差出了上百倍,产生的放射性废料更是只有传统核电的千分之一,处理起来也省心不少。

除了燃料够用,这台堆的安全性也比传统核电站让人踏实得多。传统压水堆靠高压水冷却,整个堆芯像个密封的高压锅,压力一旦失控就有爆炸风险,要是出了严重事故,还可能发生堆芯熔毁的惨剧。

钍基熔盐堆走的是另一条路子,它全程常压运行,就像家里敞着盖的烧水壶,再怎么烧也不会有炸锅的风险。

堆芯里装的是六百多度的液态氟化盐,核燃料直接溶解在这熔盐里,连传统的固体燃料棒都不用做。设计的时候还在堆底装了个冷冻塞,万一温度超标或者出现故障,这个塞子会自动熔化,带着燃料的熔盐会顺着管道流到旁边的应急储存罐里,核反应立马就会停止,全程不用人工操作,就算完全失去电力也不会出问题,从根上杜绝了堆芯熔毁的可能。

还有个很实用的好处,它不用水冷却,传统核电站都得挨着海边或者大河建,就为了有足够的水降温,这台堆直接建在缺水的戈壁滩上都能正常运行,以后想建在内陆、建在工业区旁边都没问题,选址灵活度高了不止一点。

能拿到这个全球第一,不是碰运气碰来的。从2011年中科院正式立项研发钍基熔盐堆核能系统,到2017年把选址定在武威的戈壁滩,再到2020年正式开工建设,前前后后熬了十四年,联合了近百家科研院所、高校和企业一起攻关。

2023年10月,这台实验堆第一次实现临界,核裂变的链式反应正式稳定启动;2024年6月顺利达到满功率运行,堆出口温度稳定在六百五十摄氏度,各项性能指标都达到了设计要求;到2025年11月,终于完成了全球首次堆内钍铀核燃料转换,拿到了第一套完整的真实运行数据,这项成果也成功入选了当年的中国科学十大进展。

整台实验堆的关键核心设备全部实现国产化,整体国产化率超过百分之九十,从核心材料到制造工艺,全是咱们自己摸出来的路子,不用看任何人的脸色。

有意思的是,早在上世纪六七十年代,美国就试过研究钍基熔盐堆技术,后来因为各种原因中途停了,半个世纪过去都没再往前推进多少。

现在咱们把这条技术路线从图纸变成了实实在在运行的反应堆,还跑通了最关键的钍铀转换环节,全世界目前找不到第二个能稳定运行的同类型实验堆。

国外的核能机构想深入研究相关技术,都只能参考咱们对外公布的公开数据,想跟上咱们的节奏都得费不少功夫。以前说起先进核电技术,大家总先想到欧美国家,现在在第四代核能的这条核心路线上,咱们已经跑到了最前面,手里攥的是实打实的运行数据,不是靠PPT吹出来的概念。

当然,现在这台还只是实验堆,两兆瓦的热功率不算大,核心作用是验证技术路线、积累运行数据。按照咱们的规划,接下来还要建设十兆瓦级的小型模块化研究堆,预计2030年就能实现满功率运行,再往后还有百兆瓦级的示范工程,一步步往商用化方向走。