更安全的核燃料發(fā)電首度測試專家：核電有望翻身

2017-09-04 11:08:59 Technews科技新報　點擊量：評論 (0)

相較于現(xiàn)今核能發(fā)電普遍使用的鈾燃料，釷燃料蘊藏量更豐富，產(chǎn)生的核廢料少，使用上也比鈾更安全。如今睽違近半個世紀，荷蘭核研究公司NRG首度完成使用釷進行核裂變的測試。當投資者對核能發(fā)電的投資來到冷卻期時

相較于現(xiàn)今核能發(fā)電普遍使用的鈾燃料，釷燃料蘊藏量更豐富，產(chǎn)生的核廢料少，使用上也比鈾更安全。如今睽違近半個世紀，荷蘭核研究公司NRG首度完成使用釷進行核裂變的測試。當投資者對核能發(fā)電的投資來到冷卻期時，麻省理工學(xué)院技術(shù)評論對這次實驗指出，釷燃料發(fā)電可能為核電帶來重大突破，許下更安全的核能源未來。

除了NRG，美國也有幾家初創(chuàng)公司在探索這項技術(shù)；中國自2011年宣布一系列積極研究釷燃料發(fā)電的計劃，他們還預(yù)計在15年內(nèi)要有一個釷鹽反應(yīng)爐開始向電網(wǎng)供電。

根據(jù)世界核能協(xié)會指出，有數(shù)種反應(yīng)爐都可以將釷當作燃料，如：重水反應(yīng)爐、超高溫反應(yīng)爐、沸水反應(yīng)爐、壓水反應(yīng)爐、快中子反應(yīng)爐等，而熔鹽反應(yīng)爐（包括液態(tài)氟化釷反應(yīng)爐）、加速器驅(qū)動次臨界反應(yīng)爐在過去尚屬理論。

美國“橡樹嶺國家實驗室”曾興建一個釷燃料熔鹽反應(yīng)爐，于1965~1969年運作，但在1973年，美國政府突然中止所有與釷燃料發(fā)電有關(guān)的實驗，理由是鈾燃料增殖反應(yīng)爐更有效率，且副產(chǎn)品無法用作制造核武器。此后40年除科學(xué)家在印度卡帕坎建設(shè)一個測試用的反應(yīng)爐外，釷燃料的熔鹽反應(yīng)爐研究漸漸沉寂。

目前有在進行釷燃料發(fā)電研究的國家包括：英國、美國、巴西、德國、印度、法國、中國、捷克、日本、俄羅斯、加拿大、以色列、荷蘭。現(xiàn)在，荷蘭核研究公司NRG突破長達40年的空窗期，成功使用釷鹽進行核裂變測試。

該公司在實驗中使用一個稱為“熔鹽快速反應(yīng)器”的設(shè)備來燃燒釷鹽，理論上還可以消耗目前的鈾裂變反應(yīng)爐產(chǎn)生的核廢料，將其當作新燃料。基于這次測試，研究人員希望可以開發(fā)出更穩(wěn)定、能擴展規(guī)模的釷鹽反應(yīng)爐。

釷普遍認為是更安全的核電燃料，當它被高能中子撞擊時，會轉(zhuǎn)化為可裂變的鈾-233，產(chǎn)生的放射性廢棄物比核電廠目前使用的鈾-235廢棄物還安全，世界核能協(xié)會曾評論釷燃料發(fā)電是一項有潛質(zhì)的技術(shù)，可望為現(xiàn)今的核能發(fā)電創(chuàng)造一番新景象。

根據(jù)維基記載，釷燃料發(fā)電有以下潛在優(yōu)點：

釷的蘊藏量為鈾的4倍，與鉛一樣普遍。根據(jù)釷能源聯(lián)盟估計，若美國的用電量不變，該國的釷蘊藏量足以供電超過1,000年，礦藏中大部分都是可用的釷-232，相反的，鈾礦藏中只有0.7%是可用的鈾-235。

釷是一種較潔凈和較安全的核燃料，放射性大大低于鈾。

LFTR（液態(tài)氟化釷反應(yīng)爐）的天然設(shè)計使它成為一個安全的核反應(yīng)爐，LFTR在常壓中運作，因此不可能像福島核電廠一樣發(fā)生氫氣爆炸事故。當反應(yīng)爐出現(xiàn)異常時，核裂變會自動停止，因此不會有爐心熔毀的情況發(fā)生。

利用釷廢料制造核武幾乎不可能。核物理學(xué)家AlvinRadkowsky說，釷反應(yīng)爐產(chǎn)生的钚少于一般反應(yīng)爐產(chǎn)生鈽的2%，當中又有很多鈽同位素不適合用作核武。

釷反應(yīng)爐制造更少核廢料。科學(xué)家聲稱，有害的釷廢料少于鈾廢料1,000倍，釷廢料在數(shù)百年后就會變得安全，但鈾廢料要等數(shù)萬年。

運作中的釷反應(yīng)爐除了釷以外不需其他燃料，釷也是不可分裂物質(zhì)，因此它可與鈾、鈽等可裂變物質(zhì)合用當成核燃料。

歐洲核子研究組織估計，1噸釷可產(chǎn)生的電量相當于200噸鈾或3,500,000噸煤產(chǎn)生的電量。

原標題:更安全的核燃料發(fā)電首度測試，專家：核電有望翻身