世界唯一！我國新建成的這座核能系統技術優勢明顯
中國科學院發佈消息，由我國自主設計、研發和建設的第四代先進裂變核能系統——釷基熔鹽實驗堆，近期在甘肅武威建成，並首次實現堆內釷-鈾轉化。該核能系統的建成，有望打破我國核電對鈾燃料的依賴，將我國儲量豐富的釷元素作為核燃料，為國家能源安全與可持續發展提供重要支撐。
釷基熔鹽堆建成
我國核能科技實現新突破
新建成的這座釷基熔鹽實驗堆是目前國際上唯一運行並實現釷燃料入堆的熔鹽堆。釷基熔鹽實驗堆是以釷作為核燃料、以液態氟化物熔鹽作為冷卻劑的一種核能系統，具有本徵安全、無水冷卻、常壓工作和高温輸出等優點。
*中國科學院上海應用物理研究所所長 戴志敏：*釷轉換成鈾，這是世界上第一次在熔鹽堆裏面加釷，初步地證明了釷資源利用的可行性。這也是世界上獨一無二的一個釷鈾循環研究平台。為未來的示範堆建設，以及商業化建設奠定了堅實的基礎。
從2011年項目立項以來，我國科研團隊突破和掌握了材料、儀器、設備研發和系統集成等相關核心技術，並通過一體式堆本體創新設計顯著降低了放射性泄漏風險，提高了反應堆的安全性，同時最大程度上實現了整體國產化和核心設備供應鏈的自主可控。
釷基熔鹽堆是一種清潔高效的能源系統，與高温熔鹽儲能、高温制氫、太陽能、風能、煤氣油化工相結合能夠形成多能互補、低碳複合的能源系統和低碳化工體系。
*中國科學院上海應用物理研究所黨委書記 副所長 李晴暖：*風能跟光能是看天吃飯的，熔鹽堆這樣的堆型到內陸地區去，可以起到平衡穩定電網的作用。所以當初我們選擇建在甘肅武威，打造一個多能源互補的系統。
*中國科學院上海應用物理研究所所長 戴志敏：*我國是釷和稀土在一起，稀土很多，意味着釷特別多，研究釷基熔鹽堆非常適合我國國情。如果我國全部電力用釷資源供應的話，可以供我國用上上千年，能夠完全確保能源安全，確保我國能源獨立。
釷基熔鹽堆是什麼？
如何釋放能量？
釷基熔鹽堆對很多人來説很陌生，那麼它到底是一個怎樣的核能設施？它內部又是如何運作來釋放能量的呢？聽聽專家的解釋。
*中國科學院上海應用物理研究所黨委書記 副所長 李晴暖：*釷基熔鹽堆大家記住有兩個關鍵詞，一個釷基，就是用釷作為燃料，還有一個是熔鹽，用熔鹽作為冷卻劑。至於熔鹽堆是怎麼運行的？我們叫釷鈾循環，是非常專業的一個術語。其實我們整個熔鹽堆也好、核裂變也好，關鍵是個中子。釷元素吸收一箇中子以後，它會變成元素鈾233。鈾233才是裂變產生熱量的核燃料，它裂變過程中又產生一箇中子，中子又去轟擊釷元素，又變成鈾233，形成這樣釷鈾循環，釋放能量。
創新設計
確保釷基熔鹽堆核安全
作為一個核能設施，其安全運行是最重要的。在釷基熔鹽堆的設計中，科學家們採用了一系列新的設計思路與方法，保證熔鹽堆的安全。
據介紹，由於熔鹽堆採用的是液態燃料，放射性產物中的氣態產物可以隨時處理，保持反應堆的反應性；而固態產物則溶解在熔鹽中，可以在不停堆的情況下引出進行處理。為了防止放射性物質泄露，科學家們創新性地設計了一體化的反應堆，將堆芯、燃料鹽泵、換熱器等核心設備集成在反應堆主容器內，這可以大大提高安全性。
*中國科學院上海應用物理研究所所長 戴志敏：*把換熱器放在堆本體裏面，燃料鹽是不出堆本體的，是在堆容器裏面，就不會跑到外面來，堆容器外面還有一個安全容器，所以有幾層保護，確保放射性物質不會泄露。
專家稱，用熔鹽做冷卻劑並運行在常壓的情況下，相比高壓運行會更加安全，不存在高壓體系下的破口炸開的風險。另外，液態燃料還有個好處就是避免了堆芯在高温下熔燬的風險。
無水冷卻 高温輸出
保障“雙碳”目標實現
專家介紹，新建成的這座熔鹽堆在國際上技術優勢明顯，無水冷卻、高温輸出等優點也成為我國實現“碳達峯碳中和”目標的有力保障。
據瞭解，熔鹽的腐蝕性非常強，解決腐蝕性是科研團隊一大難關，經過多年研究，團隊成功解決了熔鹽的淨化問題，將氧含量和雜質控制在極低水平。另外，依託我國自主研製的鎳基合金，成功控制住了熔鹽的腐蝕度，為熔鹽堆未來的工業應用奠定了基礎。
*中國科學院上海應用物理研究所所長 戴志敏：*根據最新的報道，國際上熔鹽的腐蝕對材料每年大概是20微米，我們做到了大概2個微米。
*總枱央視記者 帥俊全：*釷基熔鹽堆的核燃料究竟長什麼樣？現在我手裏拿的就是它的燃料鹽，常温下可以看到是綠色的鹽塊。它其實是由白色的氟化釷加上綠色的氟化鈾和基鹽混合而成。聽起來感覺很簡單，但其實它是我們的科研團隊在十年的時間經過上千次的調配才把工藝參數最終確定下來，使燃料鹽能夠在西部戈壁上真正去點燃釷基熔鹽堆。
據瞭解，目前這座釷基熔鹽堆的運行温度是700攝氏度，這個運行温度正好可以實現高温制氫。氫能被譽為“21世紀的終極能源”，未來可能在世界能源舞台上扮演重要角色。目前國際上常用的制氫方法主要包括化石燃料制氫、電解水制氫、光解水制氫和生物質制氫等，而釷基熔鹽堆的制氫技術將更加環保。
*中國科學院上海應用物理研究所所長 戴志敏：*700℃的時候，釷基熔鹽堆可以高温制氫，它的制氫效率很高，而且它發的電也是核電，是“綠色”的，所以我們這時候制的氫就是一個“綠色”的氫。
除此以外，釷基熔鹽堆另一大優點是無水冷卻技術，通常核反應堆需要用大量的水去冷卻，但是釷基熔鹽堆則不再侷限於建設在沿海等地區，內陸同樣可以建設，這也有利於未來的大規模推廣應用。
*中國科學院上海應用物理研究所所長 戴志敏：*它不需要用大量的水，這樣它就可以建在廣大的乾旱地區，與風電、光伏結合，也是一個“雙碳”問題的解決方案。
（總枱央視記者 帥俊全 褚爾嘉 韓文暘）