钍核电成功了吗(重大进展！人类终极能源之一，钍基熔盐实验堆再迎关键节点，即将进入“带核运行”（附股）_项目_发电_核电)

重大进展！人类终极能源之一，钍基熔盐实验堆再迎关键节点，即将进入“带核运行”（附股）_项目_发电_核电

原标题：重大进展！人类终极能源之一，钍基熔盐实验堆再迎关键节点，即将进入“带核运行”（附股）

来源：数据宝

钍基核电被称作人类实现核聚变前的终极能源方案。

第四代先进核能系统钍基熔盐实验堆项目再取得重大进展。据生态环境部，位于甘肃省武威市的2MWt液态燃料钍基熔盐实验堆近日已获得由国家核安全*颁发的运行许可证。

根据现行核安全法规，获取运行许可证后，上述实验堆即可进行首次装料，由此进入“带核运行”状态。但在装料后，核工程还必须经历一系列调试和试运行过程，正式运行仍需时日。

2011年，中科院启动了首批中科院战略性先导科技专项（A类）“未来先进核裂变能——钍基熔盐堆核能系统”，计划用20年左右的时间，在国际上率先实现钍基熔盐堆的应用。甘肃武威钍基熔盐堆正是该计划的实验性项目，实验堆于2018年开工建设，主体工程于2021年完工，建成后将成为全球唯一运行的钍基熔盐实验堆。

钍基熔盐堆核能系统项目是以钍作为核燃料、以复合型氟化盐作为冷却剂的第四代反应堆核能系统，拥有更高安全性、核废料少、防扩散性能和经济性更好等诸多优势。熔盐堆输出温度可达七百摄氏度以上，既可用于发电，也可用于工业热应用、高温制氢以及氢吸收二氧化碳制甲醇等，实现核能综合利用。

钍基熔盐堆具有重大的现实意义。核电由于需要大量的水来冷却，因此目前全球核电主要修建在沿海地区，内陆核电几乎没有。熔盐堆由于采用无水冷却技术，只需少量的水即可运行，适用于干旱地区。因此，在内陆修建核电站成为可能。

钍原料也被认为是“未来燃料之一”，1吨钍裂变产生的能量抵得上200吨铀，相当于350万吨煤炭，一块拳头大小的钍金属，能为伦敦供电一个星期。与铀元素和钚元素相比，钍元素资源更加丰富，广泛分布于地球低层之中，例如萤石矿中就含有大量的钍，我国目前已探明的钍蕴藏量在30万吨以上。

另外，钍基熔盐堆发电效率高达45%~50%，麻省理工学院的核工程师CharlesFor**erg表示，与常规核电站中的轻水反应堆相比，熔盐反应堆的运行温度要高得多，意味着它们的发电效率更高。

诺贝尔物理学奖获得者，卡罗·卢比亚曾表示，如果用它（钍）来发电，按照目前的电能消耗来算，中国钍的储量能够保证未来许多个世纪的发电供应，大致可以使用两万年。因此，一旦钍基熔盐堆大规模投入商业运营，人类基本不必为核燃料来源担忧。因此，钍基核电被科学家称作人类实现核聚变前的终极能源方案。

A股方面，多家上市公司已有参与甘肃武威市的钍基熔盐实验堆项目。上海建工于2019年9月中标钍基熔盐堆核能系统实验平台项目，由七建集团、安装集团、建工总院开展建设。

宝色股份在2017年承制，并于2018年交付了上海电气关于中科院上海应物所“钍基熔盐堆综合仿真实验平台项目”关键设备主容器和堆内支撑装置。

海陆重工承制的2MWt液态燃料钍基熔盐实验堆安全专设——非能动余热排出系统及安全容器顺利通过中国科学院上海应用物理研究所专家组的验收。

科华数据核级电源保障系统已成功应用于中国多个核电项目，包括钍基熔盐堆实验堆核级UPS项目等。

浙富控股于2015年12月与中国科学院上海应用物理研究所签订“钍基熔盐堆综合仿真实验平台项目”关键设备调节棒/补偿棒驱动机构工程样机设备采购合同，并于2017年6月验收交付。

华菱钢铁成功开发第四代核电钢150mmSA738GrB，并成功用于第四代核电钍基熔盐堆核能系统试验平台项目首堆。

航宇科技在招股书中公告，公司参与了我国首台套具有自主知识产权的2MWt液态燃料钍基熔盐实验堆项目。

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责编：王昭丞

校对：王锦程

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全球首个商业化“钍反应堆”在我国试运行！有望成为终极能源方案！来源：网页链接9月7日，《自然》杂志网站报道了一项中国正在低调测试的黑科技，叫做“钍反应堆”技术。钍是元素周期表中第90号元素,是一种放射性较弱的银色金属，天然存在于岩石中。最近，我国在甘肃武威启动了钍反应堆的试运行，这是世界上第一个“钍反应堆”商业化试运行项目。“钍反应堆”不同于“铀堆”的独特优势普通的核电站是利用铀或者钚发生核裂变反应，释放大量热量而发电的。而钍元素发电的物理过程，跟铀、钚一样，也是通过原子核的裂变产生能量。只不过，钍元素的裂变过程要多一步，就是钍原子需要首先吸收中子变成铀233原子，然后再裂变释放能量。既然钍元素需要先变成铀元素再进行裂变，为什么不直接用铀元素裂变？主要是因为用钍来做核原料有四大优势：第一，钍元素的储量非常丰富。据目前探明情况看，钍的储量大概是铀元素的4倍。这意味着使用钍元素来发电，足够全人类使用几千年。特别是钍元素在我国的储量非常丰富，储量仅次于印度排第二位，而且钍元素通常是和稀土混合在一起被开采出来的。以前，因为钍元素在工业上没有什么用处，通常被当做稀土开采过程中的废物处理掉。现在，随着钍反应堆技术逐渐成熟，这些“废料”将发挥出很大的价值。而且可以想象，随着钍元素有了更大应用价值，它的探明储量可能还会进一步增加。而我国的铀矿“规模小、品位低、较分散”，天然铀高度依赖出口。第二，钍反应堆更加安全和清洁。对铀反应堆电站来说，我们往往担心其安全和污染问题，比如福岛核电站到现在还在产生新的核废水。但是，钍元素就没有这些问题。钍反应堆产生的废料是一种固体的结晶盐，经过处理之后可以循环使用或者掩埋，对于环境的影响非常小。第三，钍反应堆的发电效率更高。这次报道的反应堆，学术名称叫做钍基熔盐堆。通俗地说，就是基于钍元素作为核材料，用融化状态的盐作为热介质，来进行烧水发电的核反应堆。这种反应堆使用了融化状态的盐来进行发电，它的内部温度可达到几百摄氏度，这种温度下的发电效率可以达到50%，比以往的核电站要高很多。第四，钍反应堆发电对环境的适应性好。传统的铀核电站由于散热冷却，需要建设在像是大河或者海边这样水资源丰富的地区。这不仅提高了核电站建设的用地成本，而且限制了能够使用核电的地区，同时也带来了水资源污染的风险。而钍反应堆由于特殊的结构设计，对于建设地点就没有这么苛刻的要求，甚至有些钍反应堆还可以建设在地底下，最大限度降低了核电站对周围环境的影响。中国成功攻克难度极大的“钍反应堆”技术早在20世纪40年代，国际上就提出了熔盐反应堆的概念。从60年代开始，美国、苏联、法国、日本等国进行了早期实验都失败了，因为无法解决管道、热交换器等被放射性腐蚀破裂和“水垢”问题。近年来，越来越多的国家重启熔盐堆研究项目。我国在钍反应堆上的技术走在了世界的最前沿。上海原子核研究所在1971年和1973年分别建成可零功率熔盐堆和水堆，此后长期开展钍基燃料实验。2011年，中科院围绕国家能源安全与可持续发展需求，部署启动了首批战略性先导科技专项（A类）“未来先进核裂变能——钍基熔盐堆核能系统（TMSR）”，计划用20年左右的时间，在国际上首先实现钍基熔盐堆的应用，同时，建立钍基熔盐堆产业链和相应的科技队伍。2011年，我国批准在甘肃省沙漠城市武威建造钍基熔盐堆核能系原型。同时，集中全国力量攻坚破难，取得可承受1000摄氏度高温钍盐辐射合金等一大批成果，成功解决一系列重大难题。武威商用“钍反应堆”全球首个我国甘肃武威的这座钍反应堆，是世界上第一个商用级别的钍基熔盐堆。据悉，这座位于中国甘肃武威的实验性钍反应堆已于9月底启动试运行。根据武威市**官网此前发布的一则消息，钍基熔盐堆核能系统项目于2018年9月30日开工建设，主体工程于2021年5月已基本完工，在8月底完成机电安装，9月启动调试。据报道，这座反应堆将首先为大概1000户人家提供电力。如果试运行顺利，我国未来将建设规模更大的、能够为10万人提供生活用电的发电站。比起还很遥远的可控核聚变发电技术，钍反应堆可能是在我们有生之年就能够实现的能源革命。世界上已知的钍元素储量可以至少为世界提供1万年的能源支持。钍的提炼技术已经完全成熟，99.9%的纯度。中国国家发改委能源研究所能源模型专家姜克隽表示，这些反应堆是帮助中国在2050年左右实现零碳排放目标的“最佳技术”之一。“钍反应堆”将成为终极能源方案熔盐堆使用高温熔盐作为冷却剂，具有高温、低压、高化学稳定性、高热容等热物特性，无需使用沉重而昂贵的压力容器，适合建成紧凑、轻量化和低成本的小型模块化反应堆。早在2014年8月《英国每日科技》报道，中国制造成功绝密钍核电池，世界上唯一一家第一掌握并应用绝密的中国钍核电池动力技术，将助力中国上天入海大显神通。目前，中国科学家们已经在开发成功制造利用钍代替铀作为新型核燃料的钍核电池技术，钍核电池高科技产品被列入中国重点火炬与星火计划、中国重点新产品计划和中国高新能源技术产业化推进项目。据美国媒体报道,美国科学家查尔斯史蒂文斯正在研发用核燃料钍发电的汽车，1吨的钍能制造出10亿瓦的电,一吨钍可以提供相当于200吨铀,或者350万吨煤所提供的能源,利用钍作为汽车电力,只有8克就相当于加了6万加仑汽油,足以让悍马车跑96万英里,只需充电一次就能撑到车子坏掉。俄罗斯已研发出核动力巡航导弹和核动力鱼雷，实现了核动力小型化实用化，但其核动力到底是铀反应堆还是钍反应堆？外界只能猜测。随着中国钍反应堆技术进一步完善，中国核动力小型化实用化商业化也将指日可待！

全球首个商业化“钍反应堆”在我国试运行！有望成为终极能源方案！

来源：网页链接

9月7日，《自然》杂志网站报道了一项中国正在低调测试的黑科技，叫做“钍反应堆”技术。钍是元素周期表中第90号元素,是一种放射性较弱的银色金属，天然存在于岩石中。最近，我国在甘肃武威启动了钍反应堆的试运行，这是世界上第一个“钍反应堆”商业化试运行项目。

普通的核电站是利用铀或者钚发生核裂变反应，释放大量热量而发电的。而钍元素发电的物理过程，跟铀、钚一样，也是通过原子核的裂变产生能量。只不过，钍元素的裂变过程要多一步，就是钍原子需要首先吸收中子变成铀233原子，然后再裂变释放能量。

既然钍元素需要先变成铀元素再进行裂变，为什么不直接用铀元素裂变？主要是因为用钍来做核原料有四大优势：

第一，钍元素的储量非常丰富。据目前探明情况看，钍的储量大概是铀元素的4倍。这意味着使用钍元素来发电，足够全人类使用几千年。特别是钍元素在我国的储量非常丰富，储量仅次于印度排第二位，而且钍元素通常是和稀土混合在一起被开采出来的。

以前，因为钍元素在工业上没有什么用处，通常被当做稀土开采过程中的废物处理掉。现在，随着钍反应堆技术逐渐成熟，这些“废料”将发挥出很大的价值。而且可以想象，随着钍元素有了更大应用价值，它的探明储量可能还会进一步增加。

而我国的铀矿“规模小、品位低、较分散”，天然铀高度依赖出口。

第二，钍反应堆更加安全和清洁。对铀反应堆电站来说，我们往往担心其安全和污染问题，比如福岛核电站到现在还在产生新的核废水。但是，钍元素就没有这些问题。钍反应堆产生的废料是一种固体的结晶盐，经过处理之后可以循环使用或者掩埋，对于环境的影响非常小。

第三，钍反应堆的发电效率更高。这次报道的反应堆，学术名称叫做钍基熔盐堆。通俗地说，就是基于钍元素作为核材料，用融化状态的盐作为热介质，来进行烧水发电的核反应堆。这种反应堆使用了融化状态的盐来进行发电，它的内部温度可达到几百摄氏度，这种温度下的发电效率可以达到50%，比以往的核电站要高很多。

第四，钍反应堆发电对环境的适应性好。传统的铀核电站由于散热冷却，需要建设在像是大河或者海边这样水资源丰富的地区。这不仅提高了核电站建设的用地成本，而且限制了能够使用核电的地区，同时也带来了水资源污染的风险。而钍反应堆由于特殊的结构设计，对于建设地点就没有这么苛刻的要求，甚至有些钍反应堆还可以建设在地底下，最大限度降低了核电站对周围环境的影响。

早在20世纪40年代，国际上就提出了熔盐反应堆的概念。从60年代开始，美国、苏联、法国、日本等国进行了早期实验都失败了，因为无法解决管道、热交换器等被放射性腐蚀破裂和“水垢”问题。近年来，越来越多的国家重启熔盐堆研究项目。

我国在钍反应堆上的技术走在了世界的最前沿。上海原子核研究所在1971年和1973年分别建成可零功率熔盐堆和水堆，此后长期开展钍基燃料实验。2011年，中科院围绕国家能源安全与可持续发展需求，部署启动了首批战略性先导科技专项（A类）“未来先进核裂变能——钍基熔盐堆核能系统（TMSR）”，计划用20年左右的时间，在国际上首先实现钍基熔盐堆的应用，同时，建立钍基熔盐堆产业链和相应的科技队伍。2011年，我国批准在甘肃省沙漠城市武威建造钍基熔盐堆核能系原型。同时，集中全国力量攻坚破难，取得可承受1000摄氏度高温钍盐辐射合金等一大批成果，成功解决一系列重大难题。

我国甘肃武威的这座钍反应堆，是世界上第一个商用级别的钍基熔盐堆。

据悉，这座位于中国甘肃武威的实验性钍反应堆已于9月底启动试运行。根据武威市**官网此前发布的一则消息，钍基熔盐堆核能系统项目于2018年9月30日开工建设，主体工程于2021年5月已基本完工，在8月底完成机电安装，9月启动调试。

据报道，这座反应堆将首先为大概1000户人家提供电力。如果试运行顺利，我国未来将建设规模更大的、能够为10万人提供生活用电的发电站。比起还很遥远的可控核聚变发电技术，钍反应堆可能是在我们有生之年就能够实现的能源革命。

世界上已知的钍元素储量可以至少为世界提供1万年的能源支持。钍的提炼技术已经完全成熟，99.9%的纯度。

中国国家发改委能源研究所能源模型专家姜克隽表示，这些反应堆是帮助中国在2050年左右实现零碳排放目标的“最佳技术”之一。

熔盐堆使用高温熔盐作为冷却剂，具有高温、低压、高化学稳定性、高热容等热物特性，无需使用沉重而昂贵的压力容器，适合建成紧凑、轻量化和低成本的小型模块化反应堆。

早在2014年8月《英国每日科技》报道，中国制造成功绝密钍核电池，世界上唯一一家第一掌握并应用绝密的中国钍核电池动力技术，将助力中国上天入海大显神通。目前，中国科学家们已经在开发成功制造利用钍代替铀作为新型核燃料的钍核电池技术，钍核电池高科技产品被列入中国重点火炬与星火计划、中国重点新产品计划和中国高新能源技术产业化推进项目。

据美国媒体报道,美国科学家查尔斯史蒂文斯正在研发用核燃料钍发电的汽车，1吨的钍能制造出10亿瓦的电,一吨钍可以提供相当于200吨铀,或者350万吨煤所提供的能源,利用钍作为汽车电力,只有8克就相当于加了6万加仑汽油,足以让悍马车跑96万英里,只需充电一次就能撑到车子坏掉。

俄罗斯已研发出核动力巡航导弹和核动力鱼雷，实现了核动力小型化实用化，但其核动力到底是铀反应堆还是钍反应堆？外界只能猜测。

随着中国钍反应堆技术进一步完善，中国核动力小型化实用化商业化也将指日可待！

学术交流|钍在核能中的长期潜力

2021年8月，中国宣布建成第一座实验性钍基核反应堆。该反应堆建在中国北方的戈壁沙漠中，未来几年将对其进行测试。如果实验证明成功，北京将计划建造另一座能够为10多万个家庭供电的反应堆。 

中国并非唯一打算利用钍的国家。过去，印度、日本、俄罗斯、英国、美国和其他国家都曾对研究钍在核能中的可能应用表现出热情。这种金属的吸引力在于它更加丰富和高效，可能成为主要核燃料的铀的替代品。 

什么是钍？

钍是一种银色、带放射性的金属，通常存在于火成岩和重矿砂中。它是以北欧神话中的雷神托尔命名的。在自然界中，它比铀含量上高出三至四倍，但在历史上很少用于工业或发电。这部分地是因为钍本身不是一种核燃料，但它可以用来变化制造核燃料。作为唯一天然存在的钍同位素，钍-232是一种可裂变材料，而不是易裂变材料，这意味着它需要高能中子进行裂变——原子核分裂，释放出用于发电的能量。然而，当受到中子辐照时，钍-232会发生一系列的核反应，最终形成铀-233这种可作为燃料在核反应堆燃烧的易裂变材料。 

钍能提供什么？

与传统的核燃料铀-235相比，钍拥有若干优势。钍作为水冷堆或熔盐堆燃料能产生比它所消耗的更多的易裂变材料（铀-233）。据估计，地球上层地壳平均含有10.5ppm的钍，而铀的含量约为3ppm。原子能机构核燃料循环设施专家KailashAgarwal说,“由于钍的丰富性及其易裂变材料增殖能力，它有可能为人类的能源需求提供一个长期解决方案”。另一个优势是，钍燃料反应堆可能比铀燃料反应堆更加环保。除了这些钍反应堆以及核电一般在运行中不排放温室气体之外，它们还比现在的铀燃料反应堆产生更少的长寿命核废物。 

并非没有挑战

然而，存在着一些使钍的部署具有挑战性的经济和技术障碍。尽管这种金属很丰富，但目前提取的成本很高。  

原子能机构铀资源专家MarkMihalasky说，“作为稀土元素的一个主要来源的独居石矿也是钍的一个主要来源。如果不是目前对稀土元素的需求，就不会单单为了钍含量而开采独居石。钍是一种副产品，提取钍需要的方法比提取铀的成本要高。因此，就目前情况而言，能够以具有成本效益的方式从地下挖出的钍的数量并不像铀那样多。然而，如果对钍及其在核能中的应用有更高的需求，这种情况可能会改变。”

同样昂贵的是钍动力核装置的研究、开发和测试，因为缺乏关于钍的重要经验，而铀在核能中具有历史优势地位。原子能机构燃料工程和燃料循环设施技术负责人AnzhelikaKhaperskaia说，“钍的另一个障碍是它可能难以处理。”作为一种能增殖但非易裂变材料，钍需要一个激励物，如铀或钚，来触发和维持链式反应。

原子能机构的一位科长ClémentHill总结说，“为了满足日益增长的能源需求和实现全球气候目标，世界正在寻找可持续和可靠的替代能源技术。钍可能成为其中之一。我们将继续进行研究，为那些有志于钍工作者提供可信和基于科学的成果。” 

你想知道更多有关使用钍的挑战吗？

原子能机构的一本新出版物《钍基核能部署的近期和有发展前景的长远方案》全面总结了一个为期四年的原子能机构协调研究项目的成果，该项目侧重于发展钍基核能的可能性。该出版物审视了使用钍作为燃料的好处和挑战，并分析了其在从最常部署的水冷堆到熔盐堆等不同类型反应堆中的应用。

摘自IAEA网站

用核弹炸核电站会怎么样

一片荒原

2021年7月中国首座第四代核电站？

2021年5月基本完工，采用的核燃料主要是以钍元素为主的核电站，标志着我国首座第四代核电站建设完成。这座核电站的核反应堆始建于2018年的9月30号，在2021年的五月份基本完工，当前这所核电站按照原计划将在九月份安排试运营。这座核反应堆与以往不同的就是，采用了钍基熔盐堆。

钍和铀相比有哪些优势？为何钍是核反应堆的最终答案？-贤集网

目前，化石燃料仍然是发电的主力能源。虽然最近几年，可再生能源强劲发展，但是化石燃料还是占据主导地位，它占了全球电力的60%以上。最近，煤炭价格上涨，人们又一次把关注点转移到了核反应堆上。

目前，化石燃料仍然是发电的主力能源。虽然最近几年，可再生能源强劲发展，但是化石燃料还是占据主导地位，它占了全球电力的60%以上。最近，煤炭价格上涨，人们又一次把关注点转移到了核反应堆上。

核能是清洁能源，它在产生电力的同时不会排放温室气体。同时，铀裂变的能量非常巨大。但是，核电站并不是没有风险的，它产生的废弃物很难进行处理，而且发生核事故往往是灾难级别的，例如切尔诺贝利核事故、福岛核事故。

核科学家认为，钍是核裂变反应堆问题的最终答案，我国首座钍基熔盐反应堆也受到了世界的关注。

1、钍是什么？

钍由瑞典化学家JonsJakobBerzelius于1828年发现，以北欧的雷神Thor命名。它是一种略带放射性的金属，在世界各地的岩石和土壤中都有微量存在，其中在印度和爱达荷州尤其丰富。

钍只有一种主要的同位素--232Th，它的其他同位素则只以微小的痕迹存在。这种同位素最终会衰变为铅同位素208Pb。不过使钍变得有趣的是，232Th可以很容易地吸收经过的中子然后将其变成233Th。这种新同位素会在几分钟内发出一个电子和一个反中子进而成为233Pa--一种钯的同位素。它的半衰期为27天，随后会转化为一种叫做233U的铀同位素。换言之，核燃料。

然而挑战在于对燃料和反应堆的设计，进而使其产生的233U比反应堆消耗的多。如果能做到这一点，那么钍就比铀有优势，因为铀不能产生更多的燃料或在传统反应堆中“繁殖”。另外，也有可能将钍和钚混合成一种混合燃料，然后在钚被消耗的同时产生铀。

这当中的诀窍是找到燃料的最佳混合和安排，进而可以处理中子和它们的吸收。另外，钍也会吸收快中子，所以它们也可以用于快速熔盐反应堆和其他现在正在出现的第四代反应堆，通过铀或钚燃料来启动裂变--尽管它不像238U那样好用。

比起辐射量极大，产生的反应核废料放射性万年不消的铀，钍有很多的优势。

第一，地壳表面的钍就是钍-232，几乎不含钍的其它同位素，在原料提取中十分方便，与从天然铀中浓缩只占0.7%的铀235相比，省了非常费事又成本高昂的一步。

第二，自然界里的钍主要存在于独居石中，而独居石易于开采而且比铀矿丰富得多。钍大量存在于地壳表层，目前地壳中钍的探明储量约为铀的3至4倍。在我国，钍铀储量之比约为6:1，已探明的钍工业储备量约为28万吨，仅次于印度，居世界第二位。

第三，钍在核反应中能更充分地释放能量，一吨钍裂变产生的能量抵得上200吨铀，而且使用钍来发电只产生相当于传统核电站0.6%的辐射垃圾,这些核废料只需存放三百年，其后的毒性已经很低，不像使用铀的核废料放射性长达万年以上。

第四，安全性能强。这是因为，钍本身并不会像铀-235那样发生裂变，只有用中子轰击它，转化为才能将其转换成铀-233再使用，被称为钍-核燃料循环。但当切断质子束那一刻，钍堆内立即没有中子注入，就不能产生足够的裂变物质，无法维持临界状态，于是链式反应自动停止。

第五，钍作为核燃料，还可以更加和平地利用核能。

要实现利用钍核反应堆进行发电的目的，目前，世界上主要有三种设计思路。

思路之一：改造现有核电站使用铀-钍混合燃料

现在正在运行的核电站的铀基反应堆是强大的中子源，如果将钍嵌入低浓缩铀的核反应堆中，只要设计得当，就可以改造成为铀钍混合的核反应堆，高的中子通量不但够维持链式反应的需要，而且还有足够多的中子让钍-232持续生成新的铀-233，实现可裂变物质在堆内的不断增殖。

思路之二：设计新型钍基熔盐增殖堆

另外一种设计思路被称为熔盐增殖反应堆。因为核电安全问题与未来能源发展战略的大环境需要、材料和技术的进步，推动了钍基熔盐反应堆研究的复苏，受到各国，特别是我国和印度科研机构的重视。但制造这种堆还有很多技术问题需要解决。例如，要在大功率状态下发电运行，所有用于主回路的部件、管道的材料在承受高温的，同时是否耐腐蚀、耐辐照。

思路之三：用加速器制造中子流注入钍堆

从堆外制造出中子流然后注入钍堆——“加速器驱动次临界系统”(ADS)，也是启动核反应的另一办法。具体做法是使用一台高能带电粒子加速器将带电粒子(质子)加速到足够高的能量，让它轰击一块铅靶，便会释放出中子，这些中子被注入钍堆撞击堆芯的钍核，就诞生铀-233从而开始裂变的链式反应。而目前能满足粒子高质量加速要求的，只有“固定磁场交变梯度”(FFAG)聚焦的同步回旋加速器，它能使被加速到高能量的粒子的回旋半径大大缩小，大大缩小整个设备的体积。

西方国家曾放弃该技术的研发，但随着能源危机的加深，近年来美法日等国又兴趣重燃。可，在世界范围内中国、印度仍是该领域的“领头羊”，在短时间内其他国家想要追赶中印两国几乎不可能。

对于中国和印度而言，这绝对是场竞速赛！中国将要面临的，是来自海外的激烈竞争，要成为首个成功的国家绝非易事。

2011年初，围绕我国丰富钍资源的利用和减少二氧化碳排放的国家需求，中国科学院在首批启动的战略性先导科技专项列入了“钍基熔盐堆核能系统”。由于固态燃料熔盐堆和液态燃料熔盐堆需要相同的技术基础，具有不同的用途，前者技术成熟度较高，可以作为后者的预先研究，因此专项采取了两种堆型研发同时进行、相继发展的技术路线。

钍核电技术飞速发展，中国制造成功钍核电池，成为世界上第一个掌握钍核电池并实际应用的国家。中国的钍核电池技术最新应用将助力“嫦娥4号”探月。目前，中国科学家己经成功开发利用钍代替铀作为新型核燃料的钍核电池技术。钍核电池高科技产品被列入中国重点火炬计划、重点新产品计划和中国高新能源技术产业化推进项目。

我国计划在2020年前建成世界首个10兆瓦固态燃料钍基熔盐实验堆和一座2兆瓦液态燃料钍基熔盐实验堆，目前已基本掌握实验堆关键技术，四个原型系统研发进展顺利。在2030年前建成100兆瓦固态燃料钍基熔盐示范堆、首先实现工业应用，最终建成100兆瓦液态燃料钍基熔盐示范堆，在国际上率先实现钍铀燃料循环利用。

而同样地，印度在默默坚持研发钍核发电技术。目前，印度开发的钍基燃料循环已接近工业应用水平。铀资源的匮乏，使印度将钍燃料确定为核电发展战略的核心内容，并且在钍技术研究和工业应用方面取得了突破性进展，其拥有世界上唯一的U233实验反应堆，钍-铀核电站研究开发已有重大突破。

印度，早在上世纪九十年代，就制定了坚持钍燃料利用的三阶段发展规划：第一阶段是利用加压重水堆，生产积累钚-239和分离得到部分铀-233；第二阶段是利用快中子增殖堆，将钚-239转化成铀-233；第三阶段则是设计和利用先进重水堆，将铀-233转化成钍基燃料棒，最终达到钍铀循环。

印度国内对此规划寄予极大的期望。据悉，到2050年，核能的比重将占到印度电力生产份额的25％，而在这之前的2020年，印度将建成世界上第一座以钍为燃料的原型重水反应堆。

目前，钍正在复兴，眼下在荷兰进行熔盐钍技术的实验，不仅在印度而且在中国和其他地方也都有在建造着相关的反应堆。在一个越来越关注碳排放的世界里，扩大零碳核电在世界市场上的份额的呼声也变得越来越强烈。很可能随着第四代反应堆技术的投入使用，未来的能源将可能来自混合使用了铀和钍的电网。

文章来源：万象经验，矿业汇

甘肃核电站是哪个公司

中国电建集团核电工程有限公司。甘肃武威的钍基熔盐堆核能系统项目是中国电建集团核电工程有限公司承建的，世界首座第四代技术钍基熔盐堆，第四代核电概念（钍基熔盐堆）第一股。

核电站来自是什么！有什么做用？

1.什么是核电站　　核电站就是利用一座或若干座动力反应堆所产生的热能来发电或发电兼供热的动力设施。反应堆是核电站的关键设备，链式裂变反应就在其中进行。目前世界上核电站常用的反应堆有压水堆、沸水堆、重水堆和改进型气冷堆以及快堆等。但用的最广泛的是压水反应堆。压水反应堆是以普通水作冷却剂和慢化剂，它是从军用堆基础上发展起来的最成熟、最成功的动力堆堆型。　　2.核电站工作原理　　核电厂用的燃料是铀。用铀制成的核燃料在“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量热能，再用处于高压力下的水把热能带出，在蒸汽发生器内产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机带着发电机一起旋转，电就源源不断地产生出来，并通过电网送四面八方。　　3.压水堆核电站　　以压水堆为热源的核电站。它主要由核岛和常规岛组成。压水堆核电站核岛中的四大部件是蒸汽发生器、稳压器、主泵和堆芯。在核岛中的系统设备主要有压水堆本体，一回路系统，以及为支持一回路系统正常运行和保证反应堆安全而设置的辅助系统。常规岛主要包括汽轮机组及二回等系统，其形式与常规火电厂类似。　　4.沸水堆核电站　　以沸水堆为热源的核电站。沸水堆是以沸腾轻水为慢化剂和冷却剂并在反应堆压力容器内直接产生饱和蒸汽的动力堆。沸水堆与压水堆同属轻水堆，都具有结构紧凑、安全可靠、建造费用低和负荷跟随能力强等优点。它们都需使用低富集铀作燃料。　　沸水堆核电站系统有：主系统（包括反应堆）；蒸汽-给水系统；反应堆辅助系统等。　　5.重水堆核电站　　以重水堆为热源的核电站。重水堆是以重水作慢化剂的反应堆，可以直接利用天然铀作为核燃料。重水堆可用轻水或重水作冷却剂，重水堆分压力容器式和压力管式两类。　　重水堆核电站是发展较早的核电站，有各种类别，但已实现工业规模推广的只有加拿大发展起来的坎杜型压力管式重水堆核电站。　　6.快堆核电站　　由快中子引起链式裂变反应所释放出来的热能转换为电能的核电站。快堆在运行中既消耗裂变料，又生产新裂变料，而且所产可多于所耗，能实现核裂变料的增殖。　　目前，世界上已商业运行的核电站堆型，如压水堆、沸水堆、重水堆、石墨气冷堆等都是非增殖堆型，主要利用核裂变燃料，即使再利用转换出来的钚-239等易裂变料，它对铀资源的利用率也只有1％—2％，但在快堆中，铀-238原则上都能转换成钚-239而得以使用，但考虑各种损耗，快堆可将铀资源的利用率提高60％—70％。　　7.世界上目前建造核电站情况　　核电自50年代中期问世以来，目前已取得长足的发展。1999年中期，世界上共有436座发电用核反应堆在运行，总装机容量为350676兆瓦。正在建造的发电反应堆有30座，总装机容量为21642兆瓦。　　目前世界上有33个国家和地区有核电厂发电，核发电量占世界总发电量的17％，其中有十几个国国家和地区核电发电量超过各种的总发电量的四分之一，有的国家超过70％。据资料估计，2005年核电厂装机容量将达388567兆瓦。　　8.核能是清洁的能源　　目前环境污染问题大部分是由使用化石燃料引起的，化石燃料燃烧会放出大量的烟尘、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等，由二氧化碳等有害气体造成的“温室效应”，将使地球气温升高，会造成气候异常，加速土地沙漠化过程，给社会经济的可持续发展带来灾难性的影响，核电站并不排放这些有害物质，不会造成“温室效应”，与火电厂相比，它能大大改善环境质量，保护人类赖以生存的生态环境等。　　在国外核电站的周围有人居住、游泳、放牧牛羊、钓鱼，有的核电站位于大城市附近，有的位于游览区。核电站是安全、经济、干净的能源，与火电站相比，更有利于保护环境。　　核电厂和火电厂对环境影响的比较（电功率100兆瓦）——核电站对周围环境无污染　　居民受的辐射剂量氧化硫排放量（吨/年）烟灰和殊物质（吨/年）氧化氮排放量（吨/年）采矿面积（亩/年）危害健康的　　相对指数　　燃煤发电厂0.04846000-127500350026250-300001210SO：32000NOx：4530烟灰：1100　　压水堆核电站：0.01800030-42氪氙1磷20　　9．核电站废物严格遵照国家标准，对人民生活不会产生有害影响　　核电厂的三废治理设施与主体工程同时设计，同时施工，同时投产，其原则是尽量回收，把排放量减至最小，核电厂的固体废物完全不向环境排放，放射性液体废物转化为固体也不排放；像工作人员淋浴水、洗涤水之类的低放射性废水经过处理、检测合格后排放；气体废物经过滞留衰变和吸附，过滤后向高空排放。　　核电厂废物排放严格遵照国家标准，而实际排放的放射性物质的量远低于标准规定的允许值。所以，核电厂不会对给人生活和工农业生产带来有害的影响。　　10．核电站是经济的能源　　世界上有核电国家的多年统计资料表明，虽然核电站的比投资高于燃煤电厂，但是，由于核燃料成本显著地低于燃煤成本，以及燃料是长期起作用的因素，这就使得目前核电站的总发电成本低于烧煤电厂。　　11．核能是可持续发展的能源　　世界上已探明的铀储量约490万吨，钍储量约275万吨。这些裂变燃料足够使用聚变能时代。聚变燃料主要是氘和锂，海水中氘的含量为0.034克/升，据估计地球上总的水量约为138亿亿立方米，其中氘的储量约40万亿吨，地球上的锂储量有2000多亿吨，锂可用来制造氚，足够人类在聚变能时代使用。按目前世界能源消费的水平，地球上可供原子核聚变的氘和氚，能供人类使用上千亿年。因此，有些能源专家认为，只要解决了核聚变技术，人类就将从根本上解决了能源问题。

四代核能重大进展-钍基熔盐堆获批运行

一

钍基熔盐实验堆获得运行许可

近日，我国第四代先进核能研发工作取得了实质性进展。国家生态环境部官网信息披露，国家核安全*向中科院上海应用物理研究所位于甘肃武威的2兆瓦的液态燃料钍基熔盐实验堆，颁发了运行许可证。

按照相关的核安全法律法规要求，上海应物所在获取上述运行许可证后，即可开始对钍基熔盐实验堆进行首次装料，并开展系列调试和试运行，正式进入“带核运行”状态。

作为第四代核能技术主流技术路线之一，此次钍基熔盐实验堆获批运行可以说是一个里程碑式的事件。那么，第四代核能是什么？四代核能到底有哪些主流技术路线？熔盐堆技术路线目前进展如何？钍基熔盐堆又有怎样的优势？发展前景如何？接下来就让我们一起来看看吧。

二

第四代核能技术

1、核能技术衍变史

简单来讲，全球核能技术的发展经历了四代，今天我们提到的钍基熔盐堆属于第四代核能技术中的一种。相较前三代核能技术，第四代核能技术在安全性、经济性、防扩散及实物保护等方面具备明显的优势。

2、第四代核能技术

2001年，在第四代核能系统国际论坛（GIF）框架下，本着“可持续性、经济性、安全与可靠性、废物最小化、防扩散和实体保护”的综合要求和发展目标，共有六种技术路线入选了最具前景的核能系统选型，分别是超高温气冷堆（VHTR）、超临界水堆（SCWR）、气冷快堆（GFR）、铅冷快堆（LFR）、钠冷快堆（SFR）和熔盐堆（MSR）。

三

熔盐堆发展史

1.起源

二战结束后，美国空军为了给远程轰炸机寻求航空核动力(轻水堆是美国海军为潜艇研发的核动力装置)，熔盐堆技术研发自上世纪四十年代末应运而生。其早期概念为液态燃料熔盐堆，燃料可以为铀235、铀233、钚239以及其他超铀元素的氟化物盐。这些氟化物燃料盐直接溶解于冷却剂熔盐中，其中液态氟化盐既用作冷却剂，也作为核燃料的载体。得益于氟化熔盐冷却剂的高热容、高热导、高沸点以及低蒸汽压等特点，熔盐堆具有高温输出、高功率密度、可常压操作等优点，在本征安全性以及经济性上具有极大的优势和潜力。

2.转向

冷战时代开始，战略弹道导弹的迅速发展使核动力轰炸机的研发失去了军事应用价值，因此熔盐堆的研发于20世纪60年代转向民用。美国橡树岭国家实验室（ORNL）于1965年建成热功率8兆瓦 的液态燃料熔盐实验堆(MSRE)，获得巨大的成功。MSRE进行了大量的堆实验，证明了熔盐堆具有非常独特而优异的民用动力堆性能，可以用铀基核燃料，更适合于钍基核燃料，理论上可以实现完全的钍铀燃料闭式循环。

3.波折

上世纪70年代，正值冷战高潮，美苏军备竞赛如火如荼。ORNL当时虽然已经完成了热功率为2250兆瓦的增殖熔盐堆(MSBR)的设计，但是发展核武器的重要性和紧迫性远远大于民用，在核能研究规模整体收缩的背景下，美国**选择了研发适合生产武器用钚、具备军民两用前景的钠冷快堆，放弃了更适合钍铀燃料循环、侧重于民用的熔盐堆。同期，我国也曾选择钍基熔盐堆作为发展民用核能的起步点，上海“728工程”于1971年建成了零功率冷态熔盐堆并达到临界，但限于当时的科技、工业和经济水平，“728工程”最终转为建设轻水反应堆。

4.转机

21世纪初，全球面临能源危机、环境污染以及核技术扩散挑战，为钍基熔盐堆发展提供了新的发展机遇。作为2001年第四代核反应堆国际论坛(GIF)评选的六个候选堆型之一，钍基熔盐堆研发热潮自此在世界范围内呈现急剧升温的趋势。近年来，美国能源部制定了新的核能发展战略，重新定义四代堆为“非水堆”(即不用水冷却的反应堆)，计划2030年至少有一种四代堆达到技术成熟并开始商业应用；同时改变传统反应堆国家实验室主导的研发方式，鼓励企业参与先进堆的研发，已有近10家美国企业选择小型模块熔盐堆作为研发对象。

四

钍基熔盐堆的特点

1、钍基熔盐堆

大家最熟悉的核燃料莫过于铀元素，然而还有一种不为人熟知的核燃料，居然比铀元素还要安全100倍以上，它就是钍（tǔ）元素。

钍基熔盐堆（ThoriumMoltenSaltReactor）简称TMSR，又称液态氟化钍反应堆（LiquidFluorideThoriumReactor，LFTR）。钍基熔盐堆采用熔盐状态燃料以及采用钍-232作为增殖燃料，利用钍-铀循环产能，方式是在热中子堆中把钍232转化为另外一种核燃料铀233，然后把铀233分离出来返回堆中循环使用。

作为第四代核能系统国际论坛（GIF）六种堆型中熔盐堆（MSR）的主要堆型，钍基熔盐核反应堆被认为是未来最安全的反应堆技术之一，号称是核聚变前的终极能源解决方案。虽然在实现成熟的商业运行之前仍然存在*部风险，但这些风险已经有可靠的对策，处于相当可控的范围。国际知名高能物理学家叶恭平博士曾经在10年前就说过，目前全世界430多座核反应堆只提供了人类2.6%的能源。而如果钍核电技术能够大规模推广，有可能使清洁能源在全球能源的比例从3%提高到40%到50%。

钍基熔盐堆核能系统示意图

2、钍基熔盐堆的四大优点

1）资源更丰富

熔盐堆以钍为燃料，钍元素在地球的储量较高，地层中钍矿资源储量远比铀和钚更丰富。截至2020年，我国已探明的钍资源储量约为30万吨，按照诺贝尔物理学奖获得者卡罗·卢比亚的说法，如果用钍来发电，按照目前的能耗比计算，中国现有钍资源储量能够满足未来20000年的需要。

2）安全性更高

钍基熔盐堆安全系数更高。首先，当反应堆内温度超过上限值时，底部的冷冻塞将会自动熔化，携带核燃料的熔盐将全部流入封闭的应急储存罐中，核反应随即终止，反应堆则会迅速降温。其次，作为冷却剂的复合型氟化盐，在冷却后迅速凝固成为固态盐，固态盐导致泄露和污染环境的概率很低。第三，钍比铀元素的辐射量更低，正常情况下钍基熔盐堆产生的核废料也很少，不到铀和钚核反应堆的1‰，其危害时间也从几万年降低为几百年。从以上三点我们可以看到，钍基熔盐堆发电技术要比传统核电技术反应堆安全得多，基本不会出现像日本福岛那样高温烧毁导致核泄漏的情况出现，因此钍基熔盐反应堆被看作是未来核能发电领域最安全的反应堆技术之一。

3）热效率更高

钍基熔盐堆的热转换效率更高。理论上，1吨钍可以提供相当于200吨铀，或者350万吨煤所提供的能源。堆芯燃料是溶解于氟盐中的钍铀混合物，其工作环境可以实现常压高温（700℃）。液态燃料流入堆芯后达到临界值发生裂变反应产生热能，热量被自身吸收并带走，流出堆芯后重返次临界状态，从而实现循环使用。运行时氟盐热容可获得比前代核电技术更高效率的热能，热电转换效率可达到45%-50%，高于目前主流反应的33%。

4）更省水资源

钍基熔盐堆采用复合型氟化盐作为冷却剂而不是水，相比铀和钚反应堆就节省了大量宝贵的水资源，因此它的环境兼容性更强。不用像现在的核反应堆那样必须建在具备丰富水源的地点，选址更加灵活。

3、钍基熔盐堆的难点

钍基熔盐堆的难度可以从材料技术、燃料循环技术、安全性和经济性几个角度来看。

首先是高温抗腐蚀材料技术难点。钍基熔盐核反应堆的工作温度非常高，氟盐的熔点是550℃，沸点是1400℃，堆中熔盐的工作温度是700℃。采用氟盐的原因一方面是它的“热容能力”比钠盐高5倍，另一方面它的热交换能力比通常的“压水堆”高出25%。但是氟熔盐的腐蚀性很强，循环管道必须有极好的防腐性能才行。容器和管道需要耐高温、抗腐蚀的材料来承受工作环境，这是一个巨大的技术挑战。

其次是燃料循环技术难点。反应堆使用钍燃料，需要非常可靠的燃料循环技术来实现燃料的提取、加工和重新装填。

第三是安全性问题。虽然它比传统的核反应堆更加安全，但它仍然面临核泄露、放射性污染等安全风险的挑战，需要在设计和运行过程中充分考虑。

最后是经济可行性问题。按照商业化运行的标准和要求，钍基熔盐核反应堆目前的建造和运行的成本仍然偏高，必须进一步提高经济可行性才有可能实现大规模商业化应用。

五

中国钍基熔盐实验堆后来居上

50多年前，我国曾经开展过钍基熔盐堆的研发，限于当时的技术经济条件，研发工作未能持续。随着经济、科技和工业能力的提升，2011年中科院围绕国家能源安全与可持续发展需求，部署启动了首批中科院战略性先导科技专项(A类)“未来先进核裂变能——钍基熔盐堆核能系统(TMSR)”，计划用20年左右的时间，在国际上首先实现钍基熔盐堆的应用，同时建立钍基熔盐堆产业链和相应的科技队伍。专项依托中科院上海应用物理所，上海有机所、上海高研院、长春应化所、金属所等10家院内外科研单位参与。

TMSR先导专项启动实施后，跨单位组建和发展了一支专业齐全、年富力强、规模约750人的我国钍基熔盐堆科研队伍，建成了覆盖TMSR各领域方向的基础研究实验室和研发试验平台构成的TMSR低放非核(冷)实验基地，形成了完整的学科布*，取得科技研发的突破性进展，整体达到国际先进水平，为TMSR研发奠定了坚实的科学技术基础。国际核网站(http://www.world-nuclear.org)评价“中国正引领国际熔盐堆研发”。

钍基熔盐实验堆的研究和发展不仅对于解决能源问题、保护环境具有重要意义，而且还对于提高国家的科技实力和综合国力、推动现代化建设、实现经济社会的可持续发展具有重要的推动作用。

获得运行许可标志着TMSR专项取得重大进展，但整体上来看这仍是一项极富挑战的长期任务，还需要更多的资源投入和团队不懈的努力，让我们共同期待钍基熔盐堆研究和发展能够再上新的台阶，助力“双碳”目标早日实现，为我国和世界能源的可持续发展作出新的贡献。

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谁发明了核电

自1951年12月美国实验增殖堆1号（EBR-1）首次利用核能发电以来，世界核电至今已有50多年的发展历史。