40多年來的首個釷基熔鹽堆項目在歐洲啟動
【導言】40多年來的首個釷基熔鹽堆項目在歐洲啟動,這可能意味著更安全、更清潔的核能正在到來。
一家荷蘭的能源公司(NRG)利用釷基熔鹽的裂變反應發電開展了一系列實驗,這是自20世紀70年代以來的首次利用釷基的實驗。
距離使用釷作為鈾的替代品以提供更清潔、更安全的能源可能還有一段時間,釷較鈾而言,更難武器化。隨著核能在一些國家的蓬勃發展,核威脅恐懼逐漸上升,回到核武器這個有爭議的話題是有一定現實意義的。
荷蘭的核電供應商NRG公式正在進行使用釷燃料的嘗試,該公司正在進行釷鈾轉化的實驗。在鈾釷競爭成為核燃料的歷史性戰役中,鈾因為成為冷戰雙方武器級鈈的潛在來源而勝出。
然而世界也正在變化,隨著全球變暖、對核事故的焦慮以及更多的國家開始使用核能作為能源來源,釷作為一種可行的能源選擇又被重新被擺到了桌面上。
NRG的研究員Sander de Groot稱:「對於大規模能源來說,TMSR是一項非常有前瞻性的技術,一旦該項技術有所突破,我們將佔儘先機。」
釷是元素周期表上含量較高的一種元素,類似於鈾,釷的各種同位素是不穩定的,這意味著該元素可以釋放出α粒子——氦原子核而發生衰變反應。
釷與鈾的一個關鍵區別是,鈾可以被擠壓到一個小空間發生鏈式反應,而釷不是這樣的,釷-232需要一個中子來轟擊其原子核,這樣其可以轉化成為鈾的一種同位素——鈾-233(發生裂變反應)。
釷相對於鈾的一個顯著優點是其不生成相同類型的重同位素,這意味著釷的廢物在時間長度上毒性相當低;釷燃料的乏燃料也可以進行後處理,並不需要額外的投入來開採資源;與鈾啟動的反應堆不同,釷燃料生成的產品不能在效率相同的地方轉變成武器級鈈;最後,採用釷燃料來生產裂變能的反應堆技術可以防止熔堆事故發生。
釷有以上優勢,似乎核燃料從鈾轉化成釷有一定的可能性。
然而,自上個世紀70年代以來,針對釷技術的研究顯著減少。釷的應用較鈾準備起來更難,可能釷在一些方面更安全,但也不是完全沒有風險。
對於俄羅斯、美國這些依賴核能的國家而言,將能源遊戲的重心轉移到釷能上,在經濟性上是基本不可行的,然而對於中國這樣的國家而言,其逐漸增長繁榮的核電行業把釷作為一項選擇則更具有吸引力。
印度的釷資源豐富,是另外一個利用釷製造反應堆燃料棒的國家。
經過數十年的研究,像NRG這樣的公司正在努力彌補失去的時間。Sander稱:「公司內外均對啟動SALIENT實驗的想法表示支持。」SALIENT表示熔鹽輻照實驗,其目的是研究熔鹽混合物中釷鹽生成的能量,並開發有效的工藝。
熔鹽反應堆在低壓下使用氟化物熔鹽作為核反應的冷卻劑,將釷鹽溶解到熔融鹽中,並使用中子照射以啟動裂變反應的發生,利用這一過程的放出的裂變能發電。
在他們的第一次實驗中,NRG的團隊一直在研究如何使用鎳來除去熔融鹽混合物中的裂變產物,並想努力找到「清潔」熔鹽的方法。
未來的實驗計劃對其他鹽混合物進行研究,以及這些具有強腐蝕性的熔鹽對其他材料的影響。
在當今世界,所有形式的核能都存在很大的爭議性。
對於一些人而言,熔堆以及需要長期性存儲的放射性廢物等的風險使得核能成為一項不成熟的危險選擇,甚至認為用於核能研究的科研資金可用於可再生能源或者融合技術方面的研究。
對於其他人而言,風險是過高的,尤其是我們目前對於廉價的化石能源的依賴將繼續對我們的健康和全球生態產生威脅。
但若是有一個確定性的賭注可以選擇,那就是我們將看到釷的回歸。
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