
记者11月1日从中科院获悉,由中科院上海应用物理所牵头建成的2兆瓦液态燃料钍基熔盐实验堆近日首次实现钍铀核燃料转换,在国际上首次获取钍入熔盐堆运行后的实验数据多多策略,成为目前全球唯一运行并实现钍燃料入堆的熔盐堆,初步证明了熔盐堆核能系统利用钍资源的技术可行性。这则报道,一下子将人们对钍基核能的迷思,打入谷底。
一段时间以来,关于钍基核能的新闻,甚嚣尘上,不实的报道太多。比如,就有人断言,004号航母的反应堆就是钍基熔盐堆。对于这类报道,因为过于离奇,我连驳斥或辟谣的念头都没有。中国军工的发展,技术路线上历来比较稳健。类似钍基这样的试验堆,是绝不可能上舰的。反应堆是核航母和核潜艇的永久性设施,没有四十年左右的验证,是不可能上舰的。钍基熔盐堆的原理比较简单,好处太诱人,但工程的困难也很大。低温液态化和高温气态化的熔盐材料,应该是氟化盐,学过化学的人大致都知道,卤化物也即氟化盐有较强的腐蚀性,因此,反应堆的管道,特别是热交换的管道,耐腐蚀的特性要求就很高,其工作时间必须超过舰艇的使用寿命。看看尼米兹已经53岁高龄,就知道,管道材料的耐腐蚀要求会多高。我想,之所以官方一直称之为试验堆,最重要的原因,可能还不是验证其工作原理,关键的,就是验证熔盐的材料和管道的材料。现在看来,各项试验进展顺利,但远未达到广泛应用的阶段。从报道披露的信息看,试验堆已经成功地实现钍原料的代入,这说明,熔盐堆最初的热能,大概率是铀燃料,只是近期才开始投放钍燃料,并成功实现钍转铀,再由铀转化为热能,从理论上论证了钍基熔盐性原理的可行性。接下来,就是如何选定熔盐材料和管道的合金成分,不同的熔盐成分,对应的液化和气化的温度不同,热效率不同,腐蚀水平也不同。这或许是个长期的试验过程,急不得。事实上,该熔盐试验堆的发展进程,就是一步一步地前行,从2023年10月11日11时08分,液态熔盐堆首次实现临界反应;2024年6月17日10时12分,首次达到满功率运行;2024年10月,完成世界首次加钍实验,成为世界唯一运行的钍基熔盐实验平台;再到2025年10月,实现钍铀燃料转换,在国际上首次获取钍入熔盐堆运行后的实验数据。以上的信息,个人的理解,就是,熔盐堆最初的核燃料,是铀235,其临界产生的裂变能量将熔盐的温度维持在液态与气态之间,使整个试验堆开始运行。再下来,就是加入钍基材料,让反应堆可自持地运行,直到今年10月,反应堆中原有的铀燃料消耗殆尽,试验堆运行,完全依赖钍燃料,也即由钍转换为可裂变的铀,再由铀裂变发生能量运行试验堆。
总之,甘肃民勤县的这个试验堆,还只是试验,钍基燃料的真正投入应用,还要一定的时间。但愿我国能研制出最好的熔盐材料和最耐氟化物腐蚀的管道材料。人类能源的进步,就是建立在一个又一个科技的突破之上。20年前,我们从未想过太阳能会达到今天的成就。相信,钍基核能的明天,一定会到来。
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