顛覆“離不開水”的定律！未來(lái)可期的四代核電！

人類的發(fā)展離不開能源，節(jié)能和可持續(xù)也是未來(lái)能源發(fā)展的目標(biāo)。第四代核反應(yīng)堆研究序列中有一款就值得我們期待，它的核燃料是釷不是鈾，不僅易開采，而且更安全、更環(huán)保。

目前全球所有核電站，大約有60%都采用壓水堆的技術(shù)。核電站靠元素裂變釋放能量發(fā)電。具體說(shuō)，就是核燃料通過(guò)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)持續(xù)裂變發(fā)熱，用水把熱帶走，水被加熱成蒸汽，蒸汽推動(dòng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電，同時(shí)水還起到冷卻作用。這樣循環(huán)往復(fù)持續(xù)運(yùn)作。不過(guò)為了提高蒸汽輪機(jī)的發(fā)電效率，溫度低了不劃算?？伤诔合?00℃就沸騰了，那就給水加壓，提高它的沸點(diǎn)。這也是壓水堆這個(gè)名字的由來(lái)。

壓力大、高輻射的工作環(huán)境對(duì)于材料的要求當(dāng)然很高，正常情況下當(dāng)然是沒(méi)問(wèn)題的。設(shè)計(jì)者考慮了諸多極端情況，配以各種應(yīng)對(duì)措施。只不過(guò)再好的設(shè)計(jì)，也架不住天災(zāi)人禍的輪番沖擊。

人類的發(fā)展離不開能源，現(xiàn)在都在強(qiáng)調(diào)節(jié)能減排，在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái)化石能源也必然會(huì)被淘汰，不過(guò)誰(shuí)來(lái)接班呢？核能是目前看來(lái)最有希望接過(guò)這根接力棒的，只不過(guò)靠以往的核反應(yīng)堆恐怕還不夠。

目前第四代核反應(yīng)堆的研究序列中，有一款就值得我們期待，它就是釷基熔鹽堆TMSR。從名字咱就可以看出，它的核燃料是釷不是鈾，它以氟化釷為冷卻劑和燃料。由于釷本身并不能達(dá)成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，就需要中子轟擊釷232成為鈾233，而鈾233是可以進(jìn)行鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的，同時(shí)作為中子源持續(xù)轟擊釷232繼續(xù)讓它增殖。因?yàn)槿埯}狀態(tài)的氟化釷溫度高，熱容大，工作效率就高。而且只需要常壓下就能工作。

另外，一旦發(fā)生問(wèn)題，溫度激增會(huì)直接將反應(yīng)堆底部的保險(xiǎn)塞融化，熔鹽迅速流出。由于失去了鈾233中子源的轟擊，釷還是釷，它無(wú)法繼續(xù)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。而一旦溫度下降，熔鹽就會(huì)凝固，將整個(gè)堆芯包裹在里面。不會(huì)出現(xiàn)福島那種堆芯融化，需要不斷用水來(lái)降溫，最后弄出海量核污水的情況。形象點(diǎn)兒說(shuō)，前者有點(diǎn)兒釜底抽薪的意思，而后者則只能揚(yáng)湯止沸，哪個(gè)更靠譜更合理一目了然。

同時(shí)，從核廢料的角度看，釷堆產(chǎn)生的核廢料半衰期更短，相比鈾堆，從幾萬(wàn)年直接降低到五百年。畢竟處理廢料也是成本啊。更別說(shuō)從蘊(yùn)藏量和開采難易度上講，釷也比鈾便宜多了。從安全角度考慮，鈾堆需要建在水邊，前面說(shuō)了啊，需要水來(lái)降溫。而鄰水的地方往往是發(fā)達(dá)地區(qū)，缺電，可一旦出事，危害也更嚴(yán)重。釷堆就沒(méi)這個(gè)問(wèn)題，很適合往欠發(fā)達(dá)地區(qū)，缺水地區(qū)推廣。

當(dāng)然凡事有一利必有一弊，釷堆的設(shè)計(jì)和制造肯定更為復(fù)雜，技術(shù)難度大。不然也不會(huì)讓鈾堆滿街跑了。更別說(shuō)鈾堆還有個(gè)副產(chǎn)品——钚239，原子彈的原料喔。這就好理解當(dāng)年美蘇為何都不約而同在眾多方案中選擇了它吧。不過(guò)這倒也給了釷堆另一個(gè)優(yōu)勢(shì)，向欠發(fā)達(dá)國(guó)家輸出，不用擔(dān)心核武器擴(kuò)散問(wèn)題，真正讓全世界人民都幸福起來(lái)。