走近第四代核能技能——“钍”基熔岩堆！

全球首个钍核反响堆将在甘肃武威试运转。依据武威市政府官网此前发布的一则音讯，钍基熔盐堆核能体系项目 主体工程于2021年5月已根本竣工，9月发动调试。

假如实验成功，意味着我国将会成为全球第一个把握了第四代核能技能的国家，将成为新动力范畴的领先者。

01 核能的开展及反响原理

国际采矿大会的数据显现，现在国际已探明煤炭储量可供国际各国挖掘112年。其间，美国可挖掘240年，俄罗斯则将近470年，而我国只要33年。

2015年- 2019年清洁动力消费在动力消费中的比重

自2015年以来，我国天然气、水电、核电、风电清洁动力的消费占比以稳健态势上升,从18%已增长到23 .4%,这种趋势标明，我国的动力结构正在不断地优化。核能是前史上的重要发现，也是我国敞开动力革新必不可少的发力者之一。

1954年，前苏联建成了国际上第一座原子能发电站，它运用浓缩铀作燃料，选用石墨水冷堆，能将电输出功率控制在5000千瓦。自那时开端，"核能发电” 不再仅仅理论中的常识，而成了使用范畴中的实际。

传统的核反响堆一般是以核裂变的方法，从字面上来解说，核裂变便是原子核分裂时释放出巨大能量的进程，详细的反响原理是：铀、钍等放射性的重元素原子核，本身裂解成其他轻元素的原子核，一起释放出巨大的能量。

以铀元素发生的核裂变反响为例：235U+1n→137Ba+97Kr+2n。其间元素前面的数字不是“化学计量数”，而是质量数，U为铀、Ba为钡、Kr为氪、n为中子。原子弹爆破的反响便是用1个中子炮击1个铀原子核发生裂变，一起释放出的2个中子再持续炮击其他的铀原子核，构成链式反响，爆宣布惊人的破坏力。

而核聚变便是原子核兼并在一起时释放出巨大能量的进程，原理是：氢元素这种轻元素的原子核，彼此结合成为原子质量更大的较重的原子核，一起释放出中子，发生巨大的能量。 尽管都是原子能，可是核聚变发生的能量要大得多。

比较核裂变还会发生放射性的核废料，核聚变是非常清洁的核反响，几乎不会对环境发生任何的污染。假如人类能够完成可控核聚变，那么就能够不用依靠化石动力。

02 钍基熔盐堆核能体系(TMSR)

跟着铀元素开端进入群众视界，我们都默许铀元素便是核燃料，但其实国际上还有另一种没有被运用的核燃料，它乃至比铀元素还要安全100倍 ，这种元素便是钍。

钍反响堆声称核聚变前的终极动力解决方案。尽管还有部分危险，但已经在很可控的规划之内了。 国际闻名物理学家叶恭平博士供给了一个数据，他说现在全国际430多座核反响堆只供给了人类2.6%的动力。假如钍反响堆能大规划推行，这个数据将提升到40%-50%的水平。

钍反响堆的概念，上世纪60年代开端，美国、前苏联、日本和法国等都先后投入研发，可是因为资料问题都失利了。科学家们解决不了管道被放射性熔盐腐蚀的问题，加上铀反响堆天然的兵器特点，导致钍反响堆多年来罕见开展。

现在，国际上公认有六种第四代裂变核反响堆型：超高温堆、超临界水堆、气冷快堆、铅冷快堆、钠冷快堆和熔盐堆。

03 钍基熔盐堆核能体系亮点

1、钍资源丰厚： 熔盐堆以钍元素为燃料，传统核电运用的铀和钚等元素非常稀缺，但钍元素非常丰厚，仅我国储量就能保证2万年发电供给

2、性能好： 在理论上,一吨钍能够供给相当于200吨铀,或许350万吨煤所供给的动力。我国钍的储备量位居国际第二。美国科学家正在开发用钍作为核燃料发电的轿车，假如研发成功的话，只需要八克钍就能够让一辆悍马车开96万公里，半途不需要再加燃料。

3、安全： 钍比铀元素的辐射量更低，在自然界中的占比还比铀要高许多，并且钍的同位素运用率和能量转化功率都比铀更为优异。作为冷却剂的复合型氟化盐在冷却之后变成固态盐，根本不会走漏和污染环境。

4、选址灵敏：  冷却剂氟化盐它不像铀和钚反响堆去耗费很多的水资源，在缺水的当地，也能够制作和运转。

现在我国核能工作蓬勃开展，无论是规划仍是技能，都已进入国际先进队伍。但是，我国核能开展仍然存在一些问题，如核能建成和运营本钱较高，约束核能开展以及核废料处理价格昂贵，难度大等难题。

核能作为我国清洁低碳动力，对我国的开展发挥重要作用。疫情发生后，美国等西方国家对我国高新技能的全面封闭和镇压，无疑增加了我国核能开展外部环境的不确定性。我国仍需提早预判和做好应对办法，以保证我国核能开展位置和优势的保存。

相关龙头企业 ：

宝色股份:  2017年10月20日晚间公告，公司与中科院先进核能立异研讨院签定战略协作结构协议，拟就未来先进核裂变能——钍基熔盐堆核能体系(TMSR)、超高温光热发电体系、熔盐储能技能所需的高温熔盐设备的研发结成战略协作关系，协议有效期五年。

中广核技:  中广核核技能使用有限公司为我国广核集团的全资子公司，于2011年6月在北京建立。

包钢股份： 包钢白云鄂博矿区中“钍”储量约22万吨，占全国钍资源储量的77.3%，其间7万吨残留在尾矿废渣中，一旦钍基熔盐堆完成商业化，就能马上变废为宝。

我国核建： 我国核电工程建造范畴前史最久、规划最大、专业一体化程度最高的企业，是国内仅有一家30余年来不间断从事核电工程建造的企业，一直是核电工程建造领军企业，代表了我国核电工程建造的最高水平。

参考文献：

[1]我国工程院“我国核能开展的再研讨"项目组我国核能开展的再研讨[M].北京:清华大学出版社,2015.[3]中核战略规划研讨总院.IAEA发布2020年版核电开展猜测陈述.

[2]朱青等.关于我国核电开展趋势的设想[J].江西:东华理工大学.2011