钍—铀燃料循环
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【解放日报】茫茫戈壁见证上海又一大科学装置新纪录
解放日报· 2025-11-05 10:34
技术原理与特性 - 钍基熔盐堆是以钍为燃料、以高温熔盐作为冷却剂的第四代先进核能系统,通过钍-232吸收中子后生成铀-233实现核裂变,构成可持续的“钍—铀燃料循环”[5] - 该技术具有无水冷却、常压工作和高温输出等优点,最大优势是将我国储量丰富的钍高效转化为可用核燃料,且产生的核废料更少[5] - 熔盐堆输出温度为650℃—700℃,热电转换效率高达40%—60%[9] - 熔盐堆在常压下运行,具有突出的安全特性,发生问题时带核燃料的熔盐会自动流到应急罐中终止反应,冷却后形成难以溶解的大盐块,不会扩散[8] 项目进展与成就 - 甘肃武威的2兆瓦液态燃料钍基熔盐实验堆是全球唯一建成运行的熔盐堆,首次实现钍铀燃料转换[6] - 项目创造世界首个一体化堆本体创新设计,通过整体吊装、公路运输和现场直接安装,降低成本和工期[8] - 熔盐堆整体国产化率超过90%,关键核心设备100%国产化,供应链自主可控,已基本形成钍基熔盐堆技术产业链雏形[10] - 项目团队实现了高温镍基合金GH3535、超细孔径核石墨及高温镍基合金焊丝等关键材料的国产化开发[10] 资源与战略意义 - 我国铀资源匮乏,进口依赖度超过70%,全球铀资源若仅利用铀-235只能供给不到100年[9] - 我国钍资源储量居世界前列,钍资源可保证中国2万年的电力需求[9] - 该技术路线有望与太阳能、风能、高温熔盐储能、高温制氢、煤气油化工等产业深度融合,构建多能互补低碳复合能源系统[5][9] - 项目选址甘肃可因地制宜与当地能源产业深度融合,为我国能源安全提供全新解决方案[15] 研发历程与团队 - 项目采用“三步走”路线图,2兆瓦实验堆为第一步,后续将建设30兆瓦研究堆和百兆瓦示范堆[15] - 研发团队攻克了熔盐在高温下腐蚀性极强的世界性难题,掌握了熔盐去杂质等腐蚀控制技术[15] - 团队在燃料“胶囊”加注取样环节实现160多次操作零失误,仪控系统从调试起5年来未发生任何故障[15] - 2023年项目团队驻场超过100天的有100余人,超过200天的20余人,最长达294天[16]