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这还不止,熔盐堆还有一个更安全的设计。在堆芯底部,有一个安全塞。正常运行的时候,这个安全塞隔断堆芯和底部的安全槽的连接管道。但是一旦堆芯过热,这个安全塞会自动熔化,熔盐会全部顺着管道流至安全槽里面。
图中下部冷冻塞就是安全塞
也就是说,即使你故意想将这个反应堆搞坏也没有可能,安全塞的存在就像保险丝一样,保证堆芯只要稍微过热,它便会自动熔化,连同堆芯和安全槽,让堆芯的熔盐留出来,掏空堆芯,终止核反应,任谁也挡不住。
熔盐堆还有更吸引人的优点,就是能量效率。
钍在裂变过程中会裂变成更多的碎片,这意味着裂变过程中会产生多更的能量,能量效率远远高于现有的反应堆,而且裂变产物大部分是轻核,由于放射性轻核的半衰期更短,这意味着放射性废物的处理将变得更加容易。放射性废物的储藏时间由目前的几万年,将缩短至数百年。
同时,上文说过,熔盐堆有“血液透析”系统,因此裂变废物会及时从熔盐中在线萃取出来,不会干扰堆芯的运行,这可以保证加入熔盐的钍99%以上都能够在裂变反应中消耗掉,而现有反应堆,铀235利用率仅仅百分之几。
说了这么多,有人要问了,这么好的东西,怎么不见人使用呢?吹牛吧?
事实上,事物都有两面性,就和聚变能一样,理论上优点几天几夜说不完,但是这么多年来,聚变能也没有什么令人可期的进展。同样,熔盐堆的固有缺点使得它目前不能被广泛应用。
首先是熔盐的腐蚀性,氟化物是一种腐蚀性很大的物质,对金属管线的腐蚀性极大,而加热后,氟化物腐蚀性就更大了,这对反应堆材料是一个极大的挑战。
其次是熔盐状态的控制,要维持反应堆的运行,就要保证熔盐的流动性,也就要始终保持整个回路时刻处于高温状态,如果系统设计太复杂,这就很难实现了。而且,如果由于故障导致部分管道温度降低,熔盐固化堵塞管道,堆芯就会因热量无法传导出去,过热而停堆。虽然没有什么风险,但是工业上谁能忍受一台经常趴窝的发电设备?
熔盐堆最早是美国人在上世纪60年代提出来的,美国的橡树岭国家实验室在65年完成了世界第一台熔盐堆的建造和运行。今天美国的熔盐堆的概念,也是在橡树岭国家实验室的试验堆基础上提出来的。
橡树岭国家实验室
文首提到的那家能源公司,他们很可能只是将熔盐堆这个古老的概念进行了一次现代化包装,以便进行融资,然后再进行深入研究。
至于我国,在熔盐堆领域,中科院很多年前就开始了研究,并取得了很多成果。而且,中科院已计划未来十年内建造我国首座熔盐堆。
相比西方国家主要靠企业融资进行研究,我国核能研究都是以国家力量为支撑的,一定程度上核能研究也体现着国家意志。值得一提的是,经过几十年来不间断的潜心研究,近几年来,我国在核能研究上成果频现,第四代核电技术早已领先世界,未来的能源革命,极有可能在我国萌芽,并由我国主导。
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