中國(guó)科學(xué)院發(fā)布消息，我國(guó)自主設(shè)計(jì)、研發(fā)和建設(shè)的第四代先進(jìn)裂變核能系統(tǒng)——釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆在甘肅武威建成，并首次實(shí)現(xiàn)堆內(nèi)釷-鈾轉(zhuǎn)化。該系統(tǒng)的建成有望打破我國(guó)核電對(duì)鈾燃料的依賴，利用儲(chǔ)量豐富的釷元素作為核燃料，為國(guó)家能源安全與可持續(xù)發(fā)展提供重要支撐。

新建成的釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆是目前國(guó)際上唯一運(yùn)行并實(shí)現(xiàn)釷燃料入堆的熔鹽堆。這種核能系統(tǒng)以釷作為核燃料，以液態(tài)氟化物熔鹽作為冷卻劑，具有本征安全、無水冷卻、常壓工作和高溫輸出等優(yōu)點(diǎn)。戴志敏所長(zhǎng)表示，這是世界上第一次在熔鹽堆中加入釷，初步證明了釷資源利用的可行性，為未來的示范堆建設(shè)和商業(yè)化奠定了基礎(chǔ)。

從2011年項(xiàng)目立項(xiàng)以來，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)突破和掌握了材料、儀器、設(shè)備研發(fā)和系統(tǒng)集成等相關(guān)核心技術(shù)。通過一體式堆本體創(chuàng)新設(shè)計(jì)顯著降低了放射性泄漏風(fēng)險(xiǎn)，提高了反應(yīng)堆的安全性，并最大程度上實(shí)現(xiàn)了整體國(guó)產(chǎn)化和核心設(shè)備供應(yīng)鏈的自主可控。

釷基熔鹽堆是一種清潔高效的能源系統(tǒng)，與高溫熔鹽儲(chǔ)能、高溫制氫、太陽能、風(fēng)能、煤氣油化工相結(jié)合，能夠形成多能互補(bǔ)、低碳復(fù)合的能源系統(tǒng)和低碳化工體系。李晴暖副所長(zhǎng)指出，選擇在甘肅武威建設(shè)該設(shè)施是因?yàn)轱L(fēng)能和光能受天氣影響較大，而熔鹽堆可以起到平衡穩(wěn)定電網(wǎng)的作用，打造一個(gè)多能源互補(bǔ)的系統(tǒng)。此外，我國(guó)釷資源豐富，研究釷基熔鹽堆非常適合國(guó)情，如果全部電力用釷資源供應(yīng)，可以供我國(guó)使用上千年，確保能源獨(dú)立。

釷基熔鹽堆的關(guān)鍵在于釷鈾循環(huán)。釷元素吸收一個(gè)中子后會(huì)變成鈾233，鈾233才是裂變產(chǎn)生熱量的核燃料。裂變過程中產(chǎn)生的中子再去轟擊釷元素，形成釷鈾循環(huán)，釋放能量。科學(xué)家們采用了一系列新的設(shè)計(jì)思路與方法，保證熔鹽堆的安全。由于熔鹽堆采用的是液態(tài)燃料，放射性產(chǎn)物中的氣態(tài)產(chǎn)物可以隨時(shí)處理，固態(tài)產(chǎn)物則溶解在熔鹽中，可以在不停堆的情況下引出進(jìn)行處理。一體化反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)將堆芯、燃料鹽泵、換熱器等核心設(shè)備集成在反應(yīng)堆主容器內(nèi)，大大提高了安全性。

新建成的這座熔鹽堆在國(guó)際上技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，無水冷卻、高溫輸出等優(yōu)點(diǎn)成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰碳中和”目標(biāo)的有力保障。熔鹽的腐蝕性非常強(qiáng)，解決腐蝕性是科研團(tuán)隊(duì)的一大難關(guān)。經(jīng)過多年研究，團(tuán)隊(duì)成功解決了熔鹽的凈化問題，將氧含量和雜質(zhì)控制在極低水平。依托我國(guó)自主研制的鎳基合金，成功控制住了熔鹽的腐蝕度，為熔鹽堆未來的工業(yè)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

目前這座釷基熔鹽堆的運(yùn)行溫度是700攝氏度，這個(gè)溫度正好可以實(shí)現(xiàn)高溫制氫。氫能被譽(yù)為“21世紀(jì)的終極能源”，未來可能在世界能源舞臺(tái)上扮演重要角色。釷基熔鹽堆的制氫技術(shù)更加環(huán)保，其制氫效率高且發(fā)的電也是核電，是“綠色”的氫。此外，釷基熔鹽堆無水冷卻技術(shù)使其不再局限于建設(shè)在沿海地區(qū)，內(nèi)陸同樣可以建設(shè)，有利于未來的大規(guī)模推廣應(yīng)用。