能源,一直是人類發展的核心問題,隨著化石能源的日漸枯竭,我們迫切需要找到新的替代品,核能,曾經是一個備受爭議的選擇。
但如今,中國科學家卻帶來了一個全新的解決方案——釷基熔鹽堆,這種被稱為“無限能源“的技術,真的能滿足我們未來2萬年的能源需求嗎?它背后又有什么奧秘?
當世界各國都在為能源問題發愁時,中國科學家卻帶來了一個振奮人心的消息:我國計劃明年在甘肅戈壁灘開始建造全球首座釷基熔鹽堆發電站!
這個消息一出,立刻引起了全球能源界的轟動,要知道,釷基熔鹽堆可不是一般的核反應堆,它被譽為“無限能源”的源泉。
據科學家估計,中國的釷儲量足以支持我們未來2萬年的能源需求,2萬年,這是一個什么概念?
信息來源:中國即將開建全球首座釷基熔鹽堆核電站——俄羅斯衛星通訊社
當人類還在茹毛飲血的時候,我們的先民就開始使用火了,而2萬年后,也許我們已經可以在太空中建立殖民地了。
但是,釷基熔鹽堆的建造可不是一件容易的事,它需要大量的尖端技術和高素質的工程人員。
為了攻克這一難題,中國科學院上海應用物理研究所挑起了大梁,他們計劃在2025年正式開工,到2029年建成并投入運行。
釷基熔鹽堆,這個聽起來有點“高大上”的名詞,其實是一種革命性的核能技術,與傳統的核反應堆不同,它使用液態鹽和二氧化碳來傳遞熱量,而不是高壓水。
這就大大提高了安全性,同時,它還可以在發電的同時制造氫氣,一舉多得。
那么,釷基熔鹽堆除了這些優勢之外,在開發過程中還會遇到怎樣的挑戰?
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我們要了解釷基熔鹽堆的工作原理,它利用釷-232這種元素來產生能量,當中子撞擊釷-232的原子核時,它會發生一系列的變化,最終生成鈾-233。
而鈾-233恰恰是一種很容易發生核裂變的物質,核裂變,就是我們通常所說的“原子彈”的原理。
但在釷基熔鹽堆中,這個過程是可控的,它會緩慢而持續地釋放能量,而不是一次性爆發。
據估計,全球的釷資源量是鈾的3到4倍,而且,釷的分布也更廣,不像鈾那樣局限在少數幾個國家,這意味著,釷基熔鹽堆可以顯著提高我們的能源安全。
但是,釷基熔鹽堆的優勢遠不止于此,傳統的核反應堆使用水作為冷卻劑,這就帶來了一個問題:一旦發生事故,高溫的水可能會引發爆炸,造成放射性物質泄漏。
而釷基熔鹽堆使用的是液態鹽和二氧化碳,它們的沸點很高,不容易氣化,即使發生事故,也不會有爆炸的風險,可以說,釷基熔鹽堆從設計上就更加安全。
當然,任何新技術的發展都不是一蹴而就的,中國在釷基熔鹽堆的研究之路上也經歷了不少波折。
早在1971年,我們就開始了相關的探索,但由于當時的技術條件限制,這項研究一度陷入低谷,許多人對它失去了信心,認為這是一個“不可能完成的任務”。
但是,我們的科學家們并沒有放棄,他們秉持著“功崇惟志,業廣惟勤”的精神,一步一個腳印,攻克了一個又一個難關。
他們改進了材料,優化了設計,完善了控制系統,漸漸地,釷基熔鹽堆的輪廓變得越來越清晰。
2011年,是這項研究的一個轉折點,那一年上海應用物理研究所的科學家們立下了一個宏偉的目標:要在20年內實現釷基熔鹽堆的工程化應用。
這個目標,對于當時的條件來說,無疑是一個巨大的挑戰,但正是這樣一個挑戰,激發了我們科學家們的斗志。
從那時起,釷基熔鹽堆的研究就像插上了翅膀,一個個突破性的進展不斷涌現,一座座實驗堆拔地而起。
2023年,當2MWt液態燃料釷基熔鹽實驗堆通過國家核安全局的認證時,所有人都沸騰了,這是中國,乃至全世界,在釷基熔鹽堆研究領域的一個里程碑。
事實上,釷基熔鹽堆的應用前景遠比我們想象的要廣闊,它可以為我們提供電力,這毋庸置疑,但它還可以做得更多。
想象一下,在寒冷的冬天,我們的家中總是溫暖如春,這不是因為我們燒了更多的煤,而是因為我們的城市有了一張“熱網”。
這張網就是由釷基熔鹽堆供熱的,與傳統的集中供熱相比,核能供熱更加高效、清潔,也更加安全。
再想象一下,在干旱的沙漠中,一座座海水淡化廠拔地而起,它們不再依賴昂貴的化石燃料,而是用釷基熔鹽堆提供的電力和熱量,將苦咸的海水變成甘甜的淡水。
這個過程,不僅解決了水資源短缺的問題,也減少了二氧化碳的排放。
這些都不是遙不可及的夢想,而是釷基熔鹽堆技術發展的必然結果,隨著這項技術的日益成熟,它必將在更多領域大顯身手。
從工業到農業,從交通到建筑,釷基熔鹽堆的身影將無處不在。
但釷基熔鹽堆的意義,不僅僅在于它能做什么,更在于它代表了一種新的能源哲學,在這種哲學中,能源不再是一次性的消耗品,而是一種可以循環利用的資源。
傳統的核電站,面臨著一個棘手的問題:核廢料,這些高放射性的物質,需要被妥善處理和保存,否則就會對環境造成難以彌補的損害,但釷基熔鹽堆改變了這一切。
在釷基熔鹽堆中,核廢料不再是一個負擔,而是一種寶貴的資源,通過一定的化學處理,這些廢料可以被重新提取出有用的元素,然后再次投入到反應堆中。
這個過程,就像是給反應堆“充電”一樣,可以大大延長其使用壽命。
更重要的是,這種“核廢料回收“的方式,可以顯著降低放射性廢物的數量和危險性。
與傳統的核電站相比,釷基熔鹽堆產生的最終廢物,其放射性只有原來的百分之一,而且半衰期也要短得多。
這意味著,我們可以更容易、更安全地處理這些廢物,而不必將沉重的環境負擔留給子孫后代。
在這個意義上,釷基熔鹽堆不僅僅是一項能源技術,更是一場能源革命。它改變了我們對核能的認知,讓我們看到了一種更加可持續、更加負責任的能源利用方式。
釷基熔鹽堆,這個聽起來有些陌生的名詞,正在悄然改變我們的世界,從最初的概念設計,到如今即將建成的全球首座發電站,它走過了一條不平凡的道路。
這條道路,凝結了無數科學家的心血和汗水,是他們的執著和努力,將一個個不可能變成了可能,是他們的智慧和勇氣,開啟了能源利用的新紀元。
在這個新紀元中,我們看到了無限的可能。我們看到了一種更加安全、更加清潔的核能利用方式,看到了一種更加高效、更加環保的能源供應模式,看到了一種更加和諧、更加可持續的人與自然關系。
這一切,都源于一個簡單而偉大的夢想:讓人類的明天,更加美好。
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