视频丨全球独一无二！我国新建核能系统技术优势明显

中科院宣布，我国自主设计研发建造的第四代先进裂变核能系统钍基熔盐实验堆近日在甘肃武威建成，并首次实现堆内钍铀转化。这一核能系统的建成，有望打破我国核电对铀燃料的依赖，利用我国丰富的钍元素作为核燃料，为国家能源安全和可持续发展提供重要支撑。 钍基熔盐反应堆竣工 中国核能技术正在实现新突破 新建的钍基熔盐实验堆是目前世界上唯一运行的、并在堆内注入钍燃料的熔盐堆。钍基熔盐实验堆是一种利用钍基熔盐实验堆的核能系统。钪作为核燃料，液态氟化物熔盐作为冷却剂。具有本质安全、无水冷却、常压运行、输出温度高等优点。 中科院上海应用物理研究所所长戴志民：将钍转化为铀，是国际上首次将钍添加到熔盐堆中，初步证明了钍资源利用的可行性。它也是全球独一无二的钍铀循环研究平台。这为未来示范堆建设和商业建设奠定了坚实的基础。 Yesil项目自2011年立项以来，我国科研团队已取得突破，掌握了材料、仪器、设备研发、系统集成等相关关键技术。通过一体化反应堆本体的创新设计，显着降低了放射性泄漏的风险泄漏并提高反应堆安全性。同时，最大程度地实现了主设备供应链的整体国产化和自主控制。 钍基熔盐堆是一种清洁高效的能源系统，可与高温熔盐能、高温制氢、太阳能、风能、化工油气等相结合，形成多能互补、低碳复合的能源低碳系统。 中国科学院上海应用物理研究所党委书记、副所长李庆暖：风能、太阳能要看天气。当熔盐堆等反应堆部署在陆地地区时，可以起到平衡和维持电网的作用。所以我们选择在甘肃武威建设，打造多能源辅助系统。 戴志敏 中国科学院上海应用物理研究所所长中国科学院院士：我国有钍和稀土。有很多稀土，也就意味着有很多钍。基于钍熔盐的反应堆研究适合我国国情。如果我国的电力全部由钍源提供，我国可以使用上千年，可以充分保证能源安全，保证我国的能源独立。 什么是钍基熔盐反应堆？ 如何释放能量？ 钍基熔盐反应堆对于很多人来说都是陌生的，那么到底是什么样的核能设施呢？它内部是如何工作来释放能量的？听听专家怎么说。 中国科学院上海应用物理研究所党委书记、副所长李庆暖：钍基熔盐堆有两个关键词大家要记住。一种是钍基，以钍为原料燃料，另一种是熔盐，使用熔盐作为冷却剂。至于熔盐反应堆是如何运作的？我们称之为钍铀循环，这是一个非常专业的术语。事实上，我们整个熔盐反应堆或者核裂变的关键就是中子。当元素钍吸收中子时，它变成元素铀233。铀233 是一种通过裂变产生热量的核燃料。裂变过程中产生中子，轰击钍元素，将其变成铀233，形成这样的钍铀循环，释放能量。 创新设计 确保钍基熔盐反应堆的安全 作为核能设施，其安全运行至关重要。在钍基熔盐反应堆的设计中，科学家们采用了一系列新的思路和设计方法来保证熔盐反应堆的安全。 据报道，由于熔盐反应堆使用液体燃料，放射性气体产物可随时处理，保持反应器的反应活性；而固体产物溶解在熔盐中，可以在不关闭反应器的情况下释放出来进行加工。为了防止放射性物质泄漏，科学家创新设计了一体化反应堆，将堆芯、燃料盐泵、热交换器等关键设备集成在反应堆主容器内，可以提高安全性。 中国科学院上海应用物理研究所所长戴志民：如果热交换器放在反应堆本体内，燃料就不会离开反应堆本体内。它位于反应堆容器内部，无法逃逸到外部。反应堆容器外还有一个安全容器，多重防护，确保放射性物质不泄漏。 专家表示，使用熔盐作为冷却剂并在常压下运行会比高压运行更安全，并且不存在高压系统破裂爆炸的风险。此外，液体燃料还具有避免高温下堆芯熔毁风险的优点。 高温输出无需水冷 确保“双碳”目标的实现 专家介绍，新建的熔盐堆在全球范围内具有明显的技术优势。其无水冷却、高温输出等优势成为我国实现“峰值碳中和”目标的有力保障。 据了解，熔盐的食用性很强。解决腐蚀是科研团队的首要难点。经过多年研究，团队成功解决了熔盐净化问题，将氧含量和杂质控制在极低水平。此外，依托我国自主研发的镍基合金，成功控制熔盐腐蚀，奠定了我国熔盐腐蚀的基础。为熔盐反应堆未来的工业应用奠定了基础。 中国科学院上海应用物理研究所所长戴志民：根据最新报道，国际上熔盐对材料的腐蚀速度约为每年20微米，我们已经做到了2微米左右。 央视记者帅俊全：钍基熔盐堆的核燃料是什么样的？我现在手里拿着的是加西特亚麻布。在室温下你可以看到它是一块绿色的盐块。它实际上是白色氟化钍、绿色氟化铀和碱盐的混合物。很简单，但实际上我们的科研团队花了十几年的时间进行了数千次调整，最终确定了工艺参数，使燃料盐能够真正点燃位于西部戈壁的钍基熔盐堆。 据了解，目前钍基熔盐堆的工作温度为700℃摄氏度，正好适合高温制氢。氢能被誉为“21世纪的终极能源”，可在未来世界能源舞台上发挥重要作用。目前，国际上常用的制氢方法主要有化石燃料制氢、水电解制氢、水光解制氢等。以及生物质制氢等，钍基熔盐堆制氢技术将更加环保。 中国科学院上海应用物理研究所所长戴志民：钍基熔盐堆在700℃高温下可以制取氢气。它的制氢效率非常高，而且产生它的动力是核电，是“绿色”的，所以我们此时生产的氢气就是“绿色”氢。 此外，还有一个钍基熔盐反应堆的主要优点是无水冷却技术。通常核反应堆需要大量的水来冷却，但钍基熔盐反应堆不再局限于在沿海地区建设。还可以建在陆地上，这也有利于大规模推广和未来应用。 中国科学院上海应用物理研究所所长戴志民：不需要使用大量的水，所以可以在广大干旱地区建设。与风电、光伏结合，也是解决“双碳”问题的办法。