卷首语:

  核能高能量密度、低碳排放量和可持续发展的特点,使其在解决快速增长的能源需求和环境保护之间的冲突方面具有巨大优势,发展核能将成为中国能源中长期发展计划的战略焦点之一。裂变核能燃料分为铀基和钍基两类,发展新型钍基反应堆对解决核能燃料长期稳定供应具有重要战略意义。

  熔盐堆是四代堆六个候选堆型之一,包括液态燃料和固态燃料两类,具有包括钍基核能、高温制氢、无水冷却、小型模块化等特点,均适应我国国情。 液态燃料熔盐堆是适合钍资源高效利用的理想堆型,固态燃料熔盐堆适合核能综合利用,可实现钍部分利用。近来熔盐堆研究在世界范围内受到新的重视。

  2011年1月,中科院启动战略性科技先导专项--钍基熔盐堆核能系统,计划从固态和液态熔盐实验堆研发起步,逐步推向工程示范和工业推广,较快地实现高温核能综合利用和用作内陆缺水地区的一次能源,最终实现钍资源高效利用,为解决中国能源及环境问题提供一个可能的途径。

钍基核能和熔盐堆

先进核能创新研究院

熔盐堆是指使用熔盐作为核燃料载体或冷却剂的一类反应堆,是四代堆六个候选堆型之一。得益于氟盐高热容、高热导、高沸点及低蒸汽压等特点,熔盐堆可高温运行和常压操作,在本征安全性以及经济性上具有极大的优势和潜力。由于核燃料需求增长,利用储量丰富的钍基核能越来越受到关注,液态燃料熔盐堆是国际公认的钍基核能理想堆型,固态燃料熔盐堆可在改进的开环模式下实现钍部分利用。

TMSR战略先导专项

先进核能创新研究院

中国科学院于2011 年启动了“未来先进核裂变能”战略性先导科技专项,钍基熔盐堆核能系统(简称TMSR)作为其两大部署内容之一,致力于研发第四代裂变反应堆核能系统,包括利用钍基燃料、采用熔盐冷却技术、实现高温核能综合利用。以实现核燃料多元化、核废料最小化和防止核扩散,为和平利用核能开辟一条新途径。

钍基熔盐堆核能系统技术特色

先进核能创新研究院

钍基熔盐堆具有高温输出和常压运行的特点,在经济性上具有极大的优势和潜力,可实现钍资源高效利用、核废料最小化、高温核热综合利用。具有很好的本征安全性,大的负温度反馈使得能自动快速停堆,大的热容量使事故发生时堆升温慢、幅度小,同时可采用多种基于自然循环的衰变热排除机制满足高的安全要求。

钍基熔盐堆历史

先进核能创新研究院

熔盐堆的早期概念为液态燃料熔盐堆,其研究始于上世纪40年代末的美国,主要目的是美国空军为轰炸机寻求航空核动力(轻水堆则是美国海军为潜艇研发的核动力装置),1954年,美国ORNL建成第一个熔盐堆实验装置ARE(Aircraft Reactor Experiment),功率为2.5MWth。随后战略弹道导弹的迅速发展使核动力轰炸机研发失去了军事应用价值,熔盐堆于上世纪60年代研发转向民用。

钍基熔盐堆国际研发现状

先进核能创新研究院

上世纪末和本世纪初,能源危机与环境挑战为钍基熔盐堆核能系统的发展提供了新的机遇,钍基熔盐堆的研发在世界范围重新受到重视,相关研究在国际上呈现急剧上升趋势,熔盐堆的概念扩展为液态燃料和固态燃料熔盐堆两类。欧美各国积极推进国际合作并组建合作机构开展概念设计和评估,提出了包括法国MSFR、俄罗斯MOSART、日本的Fuji-MSR、美国FHR等设计。

第四代先进核反应堆系统

先进核能创新研究院

美国DOE于2001年倡议成立了第四代堆论坛(Generation IV International forum: GIF),由包括英国、日本、法国、加拿大等10个国家发起,之后欧盟、中国和俄罗斯等也签署相关协议加入。GIF总目标是推进研发能够很好解决核能经济性、安全性、废物处理和防止核扩散问题的第四代核能系统,包括超高温堆、超临界水堆、熔盐堆、气冷快堆、钠冷快堆、铅冷快堆。

关于钍能和熔盐堆的言论

先进核能创新研究院

1. I believe the country’s almost single-minded commitment to fast breeder reactors, and its corresponding inability to support alternatives, particularly the molten salt breeder, is an error which I hope the Joint Committee can somehow correct

---Weinberg

2. China currently imports uranium for her existing and planned new power reactors for civilian use. With thorium, China would have no import reliance at all. 

----Carlo Rubbia

问答栏目:

1:核能的应用是否会改善空气环境?

答:核能可以大幅度改善空气环境


2:钍基熔盐堆的经济性如何?

答:钍基熔盐堆可以提供清洁廉价的能源供应


3:熔盐堆在安全性具有哪些优势?

答:熔盐堆具有常压运行、非能动安全、无泄漏、低放射性等优势。