能源,是每个国家的重中之重,而在如今这个化石传统能源逐渐减少的年代,开发新能源已经成为了各国刻不容缓的任务。
而就在世界为此发愁之际,中国甘肃威武的一座不起眼实验堆,却已经彻底改变了游戏规则。
甚至有人因为它而断言:我国已经攻克了世界级难题,抢先美国建造了“无限能源”!
就连一向严谨谨慎的科学家们都表示,这足够中国用整整2万年...
那么,这究竟是怎么回事?中国做出了哪些突破?
在近些年,全球工业发展的都极为迅速,这在让人类生活更加美好的同时,对能源的需求也是越来越多。
可与此同时,人类主要使用的传统化石能源正在逐渐枯竭,而由于这些石油、煤炭等都是历经漫长地质年代形成的,因此属于不可再生资源。
换而言之,现在全球能源需求量上升,但库存却在不断减少无法增加,完全是在坐吃山空,迟早有一天所有能源会被消耗完。
正因如此,研发新能源成为了所有国家的当务之急。
而在上世纪70年代,世界主流国家都选了铀基核能技术作为目标,展开了积累争夺。
但问题就在于,“铀”有着很大的不稳定性,一旦失控,那么就会造成无比巨大的灾难,而谁又能保证永远不出意外?此外,其还会产生大量难处理的核废料,污染严重。
而对于我国,更不妙的还是国内“铀”资源稀少,因此非常依赖进口铀矿。
这相当于我国随时可能被国外卡脖子,是绝不可能接受的,因此在这方面我国只能选择“放弃”,不那么看重。
不过在老天关上一扇门时,却又同时打开了一扇窗:钍。
“钍”是不同于“铀”的另一个发展方向,其未来甚至更加光明,因为钍在全球地壳中的含量可是铀的3到4倍,更加耐用。
更重要的是,我国的钍资源极为丰富,独步全球,就在内蒙古白云鄂博,其钍矿储量就超百万吨,占全球 60% 以上,全国的钍更是预计能让中国使用2万年...
这种资源优势使中国可彻底摆脱对铀燃料的依赖,构建自主可控的能源体系。
而且,钍的开采成本仅为铀的 1/10,还能通过稀土尾矿提取,形成 “资源自主闭环”,非常方便。
不过只有钍还不够,最主要的还是需要有技术来高校、安全的利用这种能源
正因如此,在上世纪70年代别国都在铀基核能技术时,我国却是悄无声息的开启了钍基熔盐堆技术的研究,而经过多年研究,我国最终造出了钍基熔盐堆。
钍基熔盐堆最主要的特点,便是里面的“熔盐”:
像普通的核电站,那一般都是把铀燃料放进高压容器里,在水的冷却下发电,虽然简单却有着巨大的风险,一旦冷却系统出问题,那么核泄露几乎不可避免。
但有着“熔盐”的钍基熔盐堆,则可以有效的解决这个问题。
钍基熔盐堆放弃了传统的高压容器,选择了“熔盐”,也就是高温熔融的氟化物盐。
它具有两个作用,既是核燃料的溶解池,又是高效的冷却剂。
平时它负责溶解钍-232与铀-233,而一旦温度过高,熔盐便会自然膨胀,将反应自动抑制,形成“自我降温”,避免了高压爆炸,不用再担心堆芯熔毁。
此外,效率上钍基熔盐堆也有了进步,熔盐堆的能量转换率远超传统核电站的33%,而且还无需进站加油便可一直运行,能一边发电一边补充新燃料。
相较之下,传统核电站必须停机数周甚至数月更换燃料就显得非常麻烦。
而除了安全和效率外,在环保上熔盐堆也有了巨大突破,它只产生传统核堆1%的放射性废物,而且衰期缩短到200-300年。
最重要的是,熔盐堆只需要少量的水,这代表其和传统核电站只能修在海边等地不同,其能够推动能源生产向西部转移,优化我国能源分布。
在未来,熔盐堆可惜修建在全国任何一个需要的地方,包括沙漠、戈壁...
而在甘肃武威,目前就已经有了最好的案例,那是一座2MWt 液态燃料钍基熔盐实验堆,于2018 年 9 月开工建设,2021 年主体工程完工。
在2023年时,该实验堆首次实现临界反应,2024 年 10 月更是完成世界首次熔盐堆加钍实验,今年4月,中国科学院上海分院发布消息,该实验堆已实现连续稳定运行。
这无疑代表着中国已经在第四代核能技术赛道上走在了最前面。
6月,我国更是正式宣布将在这里开工建设全球首座商用钍基熔盐堆核电站,计划2029年投入运行。
此外根据规划,到2035年,我国将建成5到10座商业化的钍基熔盐堆,宏伟蓝图正在不断向我们展开,中国即将在新能源的道路上走出一大步。
而更令人激动是,钍基熔盐堆的作用可远远不只是代替传统核电站,它在更多其他领域也极为重要。
我们也不说别的,就说它小型化、模块化的基因,我们完全能制造出一个集装箱大小的熔盐堆,仅需 10 米 ×3 米空间。
这完全能为极地科考站、深空探测基地提供稳定能源,到时候月球基地、火星基地的能源问题都将得到解决,此外核潜艇、核动力航母也将再次升级。
甚至在这方面我们也迈出了第一步,中国船舶集团正在研发 30 万吨级钍基核动力货轮,一旦成功,可实现全球无补给航行。
不过相信也有人好奇,钍基熔盐堆如此多优点,难道就没什么缺点嘛?答案当然是有的。
美国其实之前曾在钍基熔盐堆这个赛道上遥遥领先,美国橡树岭国家实验室在1965年便建成了世界上首个液态燃料熔盐实验堆。
但问题就在于熔盐腐蚀极强,这导致材料技术根本不满足,最终只能选择放弃,而中国也一样很长时间卡在这个问题上。
直到2011年,中国开始了对相关问题的全力攻坚,最终经过不断努力,成功研制出了能够长期抵抗高温熔盐啃噬的专镍基合金 GH3535 材料。
其在 700℃熔盐中的年腐蚀率小于 0.02 毫米,寿命较传统材料提升 10 倍,彻底解决了熔盐腐蚀这一国际难题,让世界为之震动。
可以说,现在我们已经推开了一项通往未来的能源之门,而中国也将永远坚定不移的走在这条道路的最强烈!