满足2万年能源要求!中国突破“无限能源”:建全球首座钍熔盐堆

胡宇伦 胡宇伦 1927 字 2个月前

去年完成的设施是用于实验研究的,而即将开始建设的项目预计在2029年达到满负荷运行。换句话说,未来将于本世纪30年代开始使用新的核反应堆。

目前,这一进程的推动者是中国科学院上海应用物理研究所,去年在民勤县建成的实验堆类型的设施,建设与运营均由该机构负责。最近公布的最新建设报告同样是由该研究所发布的。

需要指出的是,尽管这是新一代的核反应堆,各国对此的研究实际上已经进行了数十年。

没有早点加以应用,主要是因为武器的适用性较低

几千年来,人类一直在追求一种像太阳一样恒定的热源。从点火做饭到金属冶炼,从掌握利用热源煮水以驱动蒸汽机,到后来的利用热源来推动发电机发电,人类对能源的渴求与日俱增。

进入20世纪30年代,研究人员终于在实验中观察到了核裂变的现象。这一里程碑特征的发现者是德国科学家哈恩等人。

随后,第二次世界大战爆发,希特勒指示德国的科学家们对核裂变进行专项研究。命运使然,德国在战败之前始终未能将核裂变的巨大能量真正转化为武器。

反而是美国和苏联占得了先机,他们从德国获取了大量的情报甚至科学家,而美国更是走在前头,首先将原子弹投掷到日本。

这种武器化的核裂变反应所产生的巨大能量,正是由铀和钚所推动的。在广岛投下的原子弹采用的是铀235,而长崎的原子弹则使用的是钚239。

正是因为首次采用了这两种核燃料,接下来的几十年里,人类对核能的利用基本上被限制在了这个领域。

事实是,除了铀和钚之外,钍也可以被利用。美国人在当时进行研究时,也对钍的性质进行了多种实验。最初,军方希望将钍的特性应用于飞机上。

日本投降后的第二年,美国空军启动了一项名为ARE的秘密计划。它指的是航天器反应堆测试。

从名字上就能看出,那个时期的军事部门希望将强大的核能应用于飞机的动力系统,而美国人更是渴望研发出能够利用核动力的轰炸机。

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这项研究采用的核燃料是钍。换句话说,这次是军方首次关注并计划使用钍。

随后,相关的计划延续了8年,橡树岭国家实验室终于在1954年研发出了一种能够为飞机提供动力的核反应堆,据称其功率达到了2.5兆瓦。

尽管科学家们拼尽全力开发的产品,军方后来却选择不再使用。由于20世纪50年代,基于德国的火箭技术,美国人渐渐掌握了洲际导弹的相关科技。

依靠普通燃料,可以使导弹的射程更长,作战思想也随之转变,核动力轰炸机的研发因此暂停。钍作为核燃料,这也是人类首次将其搁置一旁。

在接下来的十多年,各国要么专注于铀和钚作为基础的核武器研究,要么致力于更远程导弹的开发,完全没有重视钍。

直到20世纪60年代,核能在民用领域的各类研究才开始进行。1965年,美国的研究人员将以前构建的飞行器反应堆改造为8兆瓦的钍基熔盐反应堆,并随后进行了实验性运行。

相关的研究大约进行了五到六年,当科学家们准备将钍基熔盐反应堆推进到实用阶段时,美国政府却突然停止了资金的支持。

实际上,在20世纪70年代,美苏冷战正如火如荼,美国更倾向于将各种核能武器化。与铀和钚不同的是,钍难以制造出武器级别的核燃料。

在这样的情况下,美国政府并不希望在这一领域耗费资金。就这样,关于钍的应用在接下来的几十年里再也没有引起过任何关注。

值得注意的是,除了美国之外,我国在上世纪70年代也开展过类似的研究。