更安全的核燃料發(fā)電首度測試專家：核電有望翻身

2017-09-04 11:08:59 Technews科技新報(bào) 　點(diǎn)擊量：評論 (0)

相較于現(xiàn)今核能發(fā)電普遍使用的鈾燃料，釷燃料蘊(yùn)藏量更豐富，產(chǎn)生的核廢料少，使用上也比鈾更安全。如今睽違近半個(gè)世紀(jì)，荷蘭核研究公司NRG首度完成使用釷進(jìn)行核裂變的測試。當(dāng)投資者對核能發(fā)電的投資來到冷卻期時(shí)

相較于現(xiàn)今核能發(fā)電普遍使用的鈾燃料，釷燃料蘊(yùn)藏量更豐富，產(chǎn)生的核廢料少，使用上也比鈾更安全。如今睽違近半個(gè)世紀(jì)，荷蘭核研究公司NRG首度完成使用釷進(jìn)行核裂變的測試。當(dāng)投資者對核能發(fā)電的投資來到冷卻期時(shí)，麻省理工學(xué)院技術(shù)評論對這次實(shí)驗(yàn)指出，釷燃料發(fā)電可能為核電帶來重大突破，許下更安全的核能源未來。

除了NRG，美國也有幾家初創(chuàng)公司在探索這項(xiàng)技術(shù)；中國自2011年宣布一系列積極研究釷燃料發(fā)電的計(jì)劃，他們還預(yù)計(jì)在15年內(nèi)要有一個(gè)釷鹽反應(yīng)爐開始向電網(wǎng)供電。

根據(jù)世界核能協(xié)會(huì)指出，有數(shù)種反應(yīng)爐都可以將釷當(dāng)作燃料，如：重水反應(yīng)爐、超高溫反應(yīng)爐、沸水反應(yīng)爐、壓水反應(yīng)爐、快中子反應(yīng)爐等，而熔鹽反應(yīng)爐（包括液態(tài)氟化釷反應(yīng)爐）、加速器驅(qū)動(dòng)次臨界反應(yīng)爐在過去尚屬理論。

美國“橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室”曾興建一個(gè)釷燃料熔鹽反應(yīng)爐，于1965~1969年運(yùn)作，但在1973年，美國政府突然中止所有與釷燃料發(fā)電有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，理由是鈾燃料增殖反應(yīng)爐更有效率，且副產(chǎn)品無法用作制造核武器。此后40年除科學(xué)家在印度卡帕坎建設(shè)一個(gè)測試用的反應(yīng)爐外，釷燃料的熔鹽反應(yīng)爐研究漸漸沉寂。

目前有在進(jìn)行釷燃料發(fā)電研究的國家包括：英國、美國、巴西、德國、印度、法國、中國、捷克、日本、俄羅斯、加拿大、以色列、荷蘭。現(xiàn)在，荷蘭核研究公司NRG突破長達(dá)40年的空窗期，成功使用釷鹽進(jìn)行核裂變測試。

該公司在實(shí)驗(yàn)中使用一個(gè)稱為“熔鹽快速反應(yīng)器”的設(shè)備來燃燒釷鹽，理論上還可以消耗目前的鈾裂變反應(yīng)爐產(chǎn)生的核廢料，將其當(dāng)作新燃料。基于這次測試，研究人員希望可以開發(fā)出更穩(wěn)定、能擴(kuò)展規(guī)模的釷鹽反應(yīng)爐。

釷普遍認(rèn)為是更安全的核電燃料，當(dāng)它被高能中子撞擊時(shí)，會(huì)轉(zhuǎn)化為可裂變的鈾-233，產(chǎn)生的放射性廢棄物比核電廠目前使用的鈾-235廢棄物還安全，世界核能協(xié)會(huì)曾評論釷燃料發(fā)電是一項(xiàng)有潛質(zhì)的技術(shù)，可望為現(xiàn)今的核能發(fā)電創(chuàng)造一番新景象。

根據(jù)維基記載，釷燃料發(fā)電有以下潛在優(yōu)點(diǎn)：

釷的蘊(yùn)藏量為鈾的4倍，與鉛一樣普遍。根據(jù)釷能源聯(lián)盟估計(jì)，若美國的用電量不變，該國的釷蘊(yùn)藏量足以供電超過1,000年，礦藏中大部分都是可用的釷-232，相反的，鈾礦藏中只有0.7%是可用的鈾-235。

釷是一種較潔凈和較安全的核燃料，放射性大大低于鈾。

LFTR（液態(tài)氟化釷反應(yīng)爐）的天然設(shè)計(jì)使它成為一個(gè)安全的核反應(yīng)爐，LFTR在常壓中運(yùn)作，因此不可能像福島核電廠一樣發(fā)生氫氣爆炸事故。當(dāng)反應(yīng)爐出現(xiàn)異常時(shí)，核裂變會(huì)自動(dòng)停止，因此不會(huì)有爐心熔毀的情況發(fā)生。

利用釷廢料制造核武幾乎不可能。核物理學(xué)家AlvinRadkowsky說，釷反應(yīng)爐產(chǎn)生的钚少于一般反應(yīng)爐產(chǎn)生鈽的2%，當(dāng)中又有很多鈽同位素不適合用作核武。

釷反應(yīng)爐制造更少核廢料。科學(xué)家聲稱，有害的釷廢料少于鈾廢料1,000倍，釷廢料在數(shù)百年后就會(huì)變得安全，但鈾廢料要等數(shù)萬年。

運(yùn)作中的釷反應(yīng)爐除了釷以外不需其他燃料，釷也是不可分裂物質(zhì)，因此它可與鈾、鈽等可裂變物質(zhì)合用當(dāng)成核燃料。

歐洲核子研究組織估計(jì)，1噸釷可產(chǎn)生的電量相當(dāng)于200噸鈾或3,500,000噸煤產(chǎn)生的電量。

原標(biāo)題:更安全的核燃料發(fā)電首度測試，專家：核電有望翻身

責(zé)任編輯：lixin

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