我國釷基熔鹽堆走到哪一步?技術突破已結果,「全核艦隊」不是夢

2023-12-12     陳虎點兵

原標題:我國釷基熔鹽堆走到哪一步?技術突破已結果,「全核艦隊」不是夢

12月5日,江南造船正式發布了全球首型,也是世界最大的核動力貨櫃船的設計方案。當天我就說過,看這個消息,別盯著貨櫃船,也別光盯著核動力。關鍵是這個消息當中講到了,它所使用的核動力是國際先進的第四代堆型熔鹽反應堆。

很多的網友們發出了各種各樣的感嘆,提出了各種各樣的問題。今天就在這裡集中回答一下大家提出的各種問題。提出的最多的也是最核心的問題:「釷基熔鹽堆,我們究竟走到了哪一步」。

說實在的,我不知道。知道了也未必能講。但是可以用我們以往公開發布的消息把它串起來,你就可以大概估計出來我們已經走到哪一步了。

釷基熔鹽堆在我們國家第一次公開亮相是在2011年的1月25日。當天下午,在中國科學院2011年度工作會議期間,舉行的中科院「創新2020」新聞發布會上,中科院宣布「未來先進核裂變能」釷基熔鹽堆核能系統等首批戰 略性先導科技專項啟動實施。

這是我第一次看到「釷基熔鹽堆」這個字樣,而且它的地位是很高的,是作為戰略性先導科技專項來啟動實施的。也是在這一刻我們知道了,這個項目在此前歷經了兩年的醞釀、調研、討論。2010年9月25日通過了高層專家參加的諮詢評議,同年10月通過了實施方案論證。2011年1月11日經過中科院院長辦公會議審議批准實施。兩周之後也就是1月25日,我們看到了這個項目啟動實施的消息,公開發布了。

公開發布的信息中,還有這個項目的整體的時間規劃。現在來跟大家回顧一下。總體的目標是:通過20年左右,研發第四代裂變反應堆核能系統——釷基熔鹽堆核能系統。所有技術均達到中試水平,並擁有全部的智慧財產權。培養出一支規模在千人以上,學科和技術門類齊全,年齡分布合理,整體居國際領先水平,具備工業化能力的釷基熔鹽堆核能系統科技隊伍。建成世界級釷基熔鹽堆核能系統研究基地。2011年至2015年被劃定為起步階段。這個階段的工程目標是建成兩兆瓦釷基熔鹽試驗堆,並在零功率水平達到臨界。

2016至2020年作為發展階段。工程目標是建成10兆瓦釷基熔鹽堆,並達到臨界。2020至2030年劃為突破階段。工程目標是建成示範性100兆瓦釷基熔鹽堆核能系統,並達到臨界。

這是大體的規劃和計劃的時間。那麼我們再看一看這個規劃和計劃實現的怎麼樣呢?

我們搜一下,可以看到這樣的一個消息:2023年6月7日,兩兆瓦液態燃料釷基熔鹽實驗堆獲得了國家核安全局的運行許可證。兩兆瓦的熔鹽堆,我們注意到就是前面講的工程試驗堆。從時間上來說,應該是在2016年到2020年這個時間段完成的。我們現在看到的是2023年拿到運行許可證,實際上從建成試運行到正式的拿證運行,應該還有一段時間。

從這個消息當中,我們可以看到我國釷基熔鹽反應堆的研發是按照計劃穩步向前推進的。應該說經歷了發芽、成長、開花、結果,接下來應該到了收穫的階段了。

所以,我們才能看到江南造船推出的這個基於熔鹽核反應堆動力的世界首型的大型貨櫃船。

除了這個問題之外,我看有的朋友也問道,說拿這個東西作為商船的核動力,一旦被恐怖分子劫持了,那不就相當於拿到了一枚核彈嗎?

其實沒這麼嚴重。熔鹽堆之所以被高度重視,是因為它自身特有的安全性。和壓水堆相比,壓水堆它的一迴路是一個高壓系統,它的壓力可以達到150個大氣壓。這樣的一個高壓系統無異於一個大炸彈。高壓鍋一旦爆炸了是個什麼效果,可能大家都聽說過。那麼,如果說壓水堆發生了爆炸,那就相當於一個超級壓力鍋。但是熔鹽堆沒有這個問題。熔鹽堆雖然高溫,但它是常壓的,不會發生類似壓水堆那樣的爆炸。

從放射性材料的角度來說,壓水堆的放射性物質包含了氣態和液態的狀態。氣態大氣擴散很容易,液態可以到處流動,也可以滲到地下,擴散也很厲害。

但是熔鹽堆就不一樣了。熔鹽堆使用的主要是氟鹽。氟鹽在幾百度高溫情況下才能熔化,而一旦脫離了反應環境,它就會迅速冷卻成為固態。而且形成的固態氟鹽是不溶於水的,也就是說,它的整個的放射性物質是一個固態的狀態。所以擴散的風險要比液態和氣態要低得多。因此所謂「大炸彈」一說,實際上是不存在的。

也有的朋友在問,說你把這個東西裝在商船上,別人誰敢讓你這個核動力的商船進港呢?其實任何的先進的科技,普及應用得到大家認可都是有一個過程的。而熔鹽堆本身的高安全性,相信可以在更短的時間內被世界各國所普遍的接受。

也有朋友在問,把這個東西裝到商船上成本效益合算嗎?如果不合算,就不會往貨櫃船上裝了。我國研發的釷基熔鹽堆和傳統的壓水堆相比,它的體積重量要小得多,特別是它的核心部分的容器是常壓容器,和壓水堆的高壓容器不一樣,所以成本要低得多。

釷元素在整個地球上的儲量和我國的儲量都相當豐富,成本比鈾元素也要低得多。有朋友問這個船多長時間要換一次料,這個提問應該是按照現在核潛艇和核航母上的反應堆來看的。因為過幾年就要進廠大修換一次料,換一次料成本很高,拖的時間也很長,至少半年。對商船來說,這樣的損失承受不起。可以告訴大家的是,熔鹽堆不需要換料。

因為我們現在看到的壓水堆,它是固態燃料,也就是所謂的燃料棒裝到反應堆里,像是煤填在爐子裡一樣,煤燒完了就要把灰渣清出來,再裝進新的煤,這就是所謂的換料。對於煤爐子來說,裝新煤和出灰渣這個過程可以在燃燒當中完成,但是對反應堆來說是無法做到在運行中完成的,所以才有了大修、停堆、換料。

但是熔鹽堆不一樣,熔鹽堆的燃料不是固體的燃料棒,而是液體溶解在熔鹽當中的。隨著熔鹽的循環不斷進入反應區,從反應區流出來的熔鹽經過後處理循環後再加入新的反應材料之後,就可以循環進入反應堆。這個過程不需要停堆,所以也不存在所謂的大修換料的問題。

還有一些朋友在說,別管多先進,最後還不是要燒開水嗎?其實這未必。因為我們講熔鹽堆的末端溫度至少可以在650度,這個溫度已經足以支撐布雷頓循環了,也就是說可以驅動燃氣輪機運轉了。當年國外曾經嘗試搞核動力飛機,用的就是這個原理。

我看還有很多的朋友都在關注,說這下子核動力航母的問題是不是就解決了?核動力航母是小意思,真正的技術上的突破是釷基熔鹽堆實現了。它帶來的效益遠不僅僅是核航母、核潛艇,它在民用領域當中的運用遠遠大於核航母和核潛艇。當然了,這個技術真正突破之後,你把海軍整個變成核艦隊,那都不是夢了。

在回復區,我也看到有個別的朋友在講,說我是個農民,我是個送外賣的。我月收入只有3000。你說的這些東西,跟我沒有一毛錢的關係。要我說,你要這樣說就錯了。如果說技術的發展和進步,和你沒有一毛錢的關係,那你現在乾脆回去點油燈燒柴火吧。

大家的提問和問題很多,我只能抓重點講這一點。

文章來源: https://images.twgreatdaily.com/zh-hk/7e9d32e109e844da15a275ec2bbe260a.html