第二个回路是核心发电:黄色核心是铀233裂变区,链式反应放出的热量被自身吸收并带走到红色换热器的一次侧与二次侧冷却液驱动涡轮发电;由于世界新一代核反应堆仍处于研发阶段,我国可以通过第四代反应堆的自主研发、设计和制造掌握全部知识产权,以保证我国未来的国家能源安全。让我们畅想未来钍核能技术的蓬勃发展,期待钍核能能给我们带来的傲人生活!
中国科学院金属研究所高级工程师董家胜表示,传统固态反应堆的缺点在于反应堆反应的复杂性。苛性碱对钍没有作用。钍不溶于稀酸和氢氟酸,但溶于发烟盐酸、硫酸和王水。硝酸可以钝化钍。自然界中钍资源大部分以独居石形式存在,其中钍含量为1%~15%,其余为含钍铀矿石和含钍稀土矿物(如氟碳铈矿、氟碳铈矿、钛铌矿等)硝酸钍或草酸钍主要用于生产氧化钍或氟化钍,也用作生产金属钍的原料。
1、钍反应堆能用在航母上吗
目前,我国在核纯钍制备方面已取得较大进展。以包头矿、四川矿生产的纯度大于95%的钍为原料,在硝酸溶液中采用溶剂萃取法,经过萃取、洗涤、反萃取,得到核纯钍产品纯度大于99.9999%,实现核纯钍的制备工艺,提高钍资源利用率,减少放射性废渣对环境的污染。从过去的情况来看,每一代反应堆从实验室研究到进入中试阶段,再到核电站的商业运行阶段,都会经历20至30年的漫长过程。
2、钍反应堆最新资讯
与传统铀反应堆产生的核废料中含有大量易于生产核武器的核燃料钚239相比,钍铀核燃料不适合生产武器级核燃料,只能用于生产产生核能,可以避免核能利用过程中核武器扩散的风险。反应堆内增殖产生铀233,因此启动反应堆所需的裂变材料(铀233、铀235、钚239)很少,压水堆产生的大量乏燃料可用过的。钍精矿再采用溶剂萃取或草酸盐沉淀进一步精制,得到纯度大于99%的硝酸钍或草酸钍等产品。
3、钍反应堆最大的难点
然而,钍反应堆吸收中子产生的长寿命锕系元素比铀燃料反应堆小得多,因为其初始核燃料中锕系元素的潜在来源远低于普通压水堆铀燃料;当熔盐堆内熔盐的温度超过预定值时,底部的冻结塞会自动融化,携带核燃料的熔盐全部流入应急储存罐,终止核反应。钍及其子体,除新钍I(228Ra,符号MsThI)和放射性钍(228Th,符号RdTh)外,几周后即可达到辐射平衡,并衰变成稳定的208Pb(铅)。
地球上有大量的钍元素。地壳中钍的储量几乎与铅一样丰富,丰度为9.6 ppm,约为铀的三倍。这些钍资源可以通过科学方法转化为核能。事实上,我认为中国正在大力发展钍基核反应堆,因为核电站使用的原材料是铀,而中国本来就缺乏铀矿石,依赖进口。