我国钍基熔盐堆走到哪一步?技术突破已结果,“全核舰队”不是梦

笑弯了月眉 2023-12-08 17:39:55

12月5日,江南造船正式发布了全球首型,也是世界最大的核动力集装箱船的设计方案。当天我就说过,看这个消息,别盯着集装箱船,也别光盯着核动力。关键是这个消息当中讲到了,它所使用的核动力是国际先进的第四代堆型熔盐反应堆。

很多的网友们发出了各种各样的感叹,提出了各种各样的问题。今天就在这里集中回答一下大家提出的各种问题。提出的最多的也是最核心的问题:“钍基熔盐堆,我们究竟走到了哪一步”。

说实在的,我不知道。知道了也未必能讲。但是可以用我们以往公开发布的消息把它串起来,你就可以大概估计出来我们已经走到哪一步了。

钍基熔盐堆在我们国家第一次公开亮相是在2011年的1月25日。当天下午,在中国科学院2011年度工作会议期间,举行的中科院“创新2020”新闻发布会上,中科院宣布“未来先进核裂变能”钍基熔盐堆核能系统等首批战 略性先导科技专项启动实施。

这是我第一次看到“钍基熔盐堆”这个字样,而且它的地位是很高的,是作为战略性先导科技专项来启动实施的。也是在这一刻我们知道了,这个项目在此前历经了两年的酝酿、调研、讨论。2010年9月25日通过了高层专家参加的咨询评议,同年10月通过了实施方案论证。2011年1月11日经过中科院院长办公会议审议批准实施。两周之后也就是1月25日,我们看到了这个项目启动实施的消息,公开发布了。

公开发布的信息中,还有这个项目的整体的时间规划。现在来跟大家回顾一下。总体的目标是:通过20年左右,研发第四代裂变反应堆核能系统——钍基熔盐堆核能系统。所有技术均达到中试水平,并拥有全部的知识产权。培养出一支规模在千人以上,学科和技术门类齐全,年龄分布合理,整体居国际领先水平,具备工业化能力的钍基熔盐堆核能系统科技队伍。建成世界级钍基熔盐堆核能系统研究基地。2011年至2015年被划定为起步阶段。这个阶段的工程目标是建成两兆瓦钍基熔盐试验堆,并在零功率水平达到临界。

2016至2020年作为发展阶段。工程目标是建成10兆瓦钍基熔盐堆,并达到临界。2020至2030年划为突破阶段。工程目标是建成示范性100兆瓦钍基熔盐堆核能系统,并达到临界。

这是大体的规划和计划的时间。那么我们再看一看这个规划和计划实现的怎么样呢?

我们搜一下,可以看到这样的一个消息:2023年6月7日,两兆瓦液态燃料钍基熔盐实验堆获得了国家核安全局的运行许可证。两兆瓦的熔盐堆,我们注意到就是前面讲的工程试验堆。从时间上来说,应该是在2016年到2020年这个时间段完成的。我们现在看到的是2023年拿到运行许可证,实际上从建成试运行到正式的拿证运行,应该还有一段时间。

从这个消息当中,我们可以看到我国钍基熔盐反应堆的研发是按照计划稳步向前推进的。应该说经历了发芽、成长、开花、结果,接下来应该到了收获的阶段了。

所以,我们才能看到江南造船推出的这个基于熔盐核反应堆动力的世界首型的大型集装箱船。

除了这个问题之外,我看有的朋友也问道,说拿这个东西作为商船的核动力,一旦被恐怖分子劫持了,那不就相当于拿到了一枚核弹吗?

其实没这么严重。熔盐堆之所以被高度重视,是因为它自身特有的安全性。和压水堆相比,压水堆它的一回路是一个高压系统,它的压力可以达到150个大气压。这样的一个高压系统无异于一个大炸弹。高压锅一旦爆炸了是个什么效果,可能大家都听说过。那么,如果说压水堆发生了爆炸,那就相当于一个超级压力锅。但是熔盐堆没有这个问题。熔盐堆虽然高温,但它是常压的,不会发生类似压水堆那样的爆炸。

从放射性材料的角度来说,压水堆的放射性物质包含了气态和液态的状态。气态大气扩散很容易,液态可以到处流动,也可以渗到地下,扩散也很厉害。

但是熔盐堆就不一样了。熔盐堆使用的主要是氟盐。氟盐在几高温情况下才能熔化,而一旦脱离了反应环境,它就会迅速冷却成为固态。而且形成的固态氟盐是不溶于水的,也就是说,它的整个的放射性物质是一个固态的状态。所以扩散的风险要比液态和气态要低得多。因此所谓“大炸弹”一说,实际上是不存在的。

也有的朋友在问,说你把这个东西装在商船上,别人谁敢让你这个核动力的商船进港呢?其实任何的先进的科技,普及应用得到大家认可都是有一个过程的。而熔盐堆本身的高安全性,相信可以在更短的时间内被世界各国所普遍的接受。

也有朋友在问,把这个东西装到商船上成本效益合算吗?如果不合算,就不会往集装箱船上装了。我国研发的钍基熔盐堆和传统的压水堆相比,它的体积重量要小得多,特别是它的核心部分的容器是常压容器,和压水堆的高压容器不一样,所以成本要低得多。

钍元素在整个地球上的储量和我国的储量都相当丰富,成本比铀元素也要低得多。有朋友问这个船多长时间要换一次料,这个提问应该是按照现在核潜艇和核航母上的反应堆来看的。因为过几年就要进厂大修换一次料,换一次料成本很高,拖的时间也很长,至少半年。对商船来说,这样的损失承受不起。可以告诉大家的是,熔盐堆不需要换料。

因为我们现在看到的压水堆,它是固态燃料,也就是所谓的燃料棒装到反应堆里,像是煤填在炉子里一样,煤烧完了就要把灰渣清出来,再装进新的煤,这就是所谓的换料。对于煤炉子来说,装新煤和出灰渣这个过程可以在燃烧当中完成,但是对反应堆来说是无法做到在运行中完成的,所以才有了大修、停堆、换料。

但是熔盐堆不一样,熔盐堆的燃料不是固体的燃料棒,而是液体溶解在熔盐当中的。随着熔盐的循环不断进入反应区,从反应区流出来的熔盐经过后处理循环后再加入新的反应材料之后,就可以循环进入反应堆。这个过程不需要停堆,所以也不存在所谓的大修换料的问题。

还有一些朋友在说,别管多先进,最后还不是要烧开水吗?其实这未必。因为我们讲熔盐堆的末端温度至少可以在650度,这个温度已经足以支撑布雷顿循环了,也就是说可以驱动燃气轮机运转了。当年国外曾经尝试搞核动力飞机,用的就是这个原理。

我看还有很多的朋友都在关注,说这下子核动力航母的问题是不是就解决了?核动力航母是小意思,真正的技术上的突破是钍基熔盐堆实现了。它带来的效益远不仅仅是核航母、核潜艇,它在民用领域当中的运用远远大于核航母和核潜艇。当然了,这个技术真正突破之后,你把海军整个变成核舰队,那都不是梦了。

在回复区,我也看到有个别的朋友在讲,说我是个农民,我是个送外卖的。我月收入只有3000。你说的这些东西,跟我没有一毛钱的关系。要我说,你要这样说就错了。如果说技术的发展和进步,和你没有一毛钱的关系,那你现在干脆回去点油灯烧柴火吧。

大家的提问和问题很多,我只能抓重点讲这一点儿。

53 阅读:5860
评论列表
  • 2023-12-09 08:54

    给中国国家优秀科学家点赞![点赞]

  • 2023-12-08 22:21

    核能化石能太阳能都是释放光子。中子大冲量撞击原子核是产生光子的最有效方法,photon energy and photon behavior discussions 电子撞核,质子撞电子,冲量都太小。……加速器驱动的次临界核能可以获得无穷能源,且不受现有裂变材料的局限。

    一个钟 回复:
    兄弟,下个诺贝尔物理学奖除了你没有别人更合适了[得瑟]
  • 2023-12-12 09:41

    中国的金融资本在这个阶段应该主动走向制造技术和科技创新,能源再造等超新技术,如人工智能,光刻机、航空发动机短舱、航空设计软件、适航标准、ICLIP技术、高端电容电阻、核心工业软件,核心算法、高强度不锈钢,医疗光影,传统中医,生物基因科技,高阶农业,以及有自己独自研发的电脑(硬件和软件)系统(军用,工业和商务)及处理器,把微软,惠普,戴尔,英特尔,西门子等科技干趴下,玩上一场科技战争,提高国防科技,那才更刺激!

    aragornzr 回复:
    实际上中国金融资本在拖后腿 今年金融清理都处理几十个了
  • 2023-12-14 20:28

    大国重器,南海孤岛电力保障,大兵团野战电力保障,月球基地电力保障。

  • X-17 7
    2023-12-09 10:19

    说了一大篇,能量转换率没说。

    Destiny 回复:
    应该应该高中知识就可以推导出来
    8837569 回复:
    传统核反应堆是安全成本重要还是能量转换率重要?
  • 2023-12-09 07:02

    如果成功的话,几千顿的军舰也可以核动力

  • 2023-12-09 17:56

    可以考虑搞一艘核功力洲际轰炸机[呲牙笑]

  • 2023-12-09 11:52

    这个东西也就是传统的蒸汽机机能,只是换了燃料,并没有什么创新,当然能换核燃料也是大的升级,但是中国的科研更应该要创新,有新的方法获得新的能源。

    苍山负雪 回复:
    都是烧开水,导热介质都是水里面差别老大了,怎么产生热源可是大的创新,除非可控核聚变突破,那可是直接等离子放电
    童逾 回复:
    这都不是创新?这就很剖腹产和顺产的关系类似,剖腹产手术的发明救了多少人?这还不算创新?一张嘴就是文盲
  • 2023-12-09 23:12

    点赞,绝对是要点赞

  • 2023-12-09 00:28

    错了,是是高温气冷堆

    用户10xxx25 回复:
    高温气冷堆是铀燃料,熔盐堆是钍燃料,两者实际是完全不同的
    苍山负雪 回复:
    这是盐融堆,和传统核电不一样
  • 2023-12-09 07:46

    这个应该北方每个大城市配备一个,改造原有的燃煤发电厂。

  • 2023-12-12 17:53

    这堆是增值堆,能省很多燃料[点赞]

  • Fym 2
    2023-12-11 08:16

    和送外卖当然有关系,有钱的更有钱了,你还是3000,日子更苦了

  • 2023-12-09 16:26

    钍基盐溶堆对管道腐蚀性不提?这个肯定是需要维护更换的。

    苍山负雪 回复:
    参考光伏熔盐蓄热发电,里面的高温融盐输送已经是很成熟的技术了
    某某人 回复: 苍山负雪
    这是两回事,那个用的不是氟盐,美国就是搞不定氟盐的腐蚀,一直卡在那里
  • 2023-12-11 18:41

    霉狗二鬼子喷狗孝子们的霉爹不行了,[呲牙笑]

  • 2023-12-12 12:18

    所以说003是混合动力?[得瑟]

  • 2023-12-09 13:25

    有没有快中子增殖反应堆

  • 2023-12-11 19:15

    这个功率可能达不到军用的级别吧,民用是有可能的

笑弯了月眉

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