汽車使用核電池不是夢?中國又一技術驚艷世界,美日只能仰慕

?圖為釷反應堆
近日,位于甘肅的中國首個釷反應堆成功點火運行,標志著中國已經(jīng)初步掌握了第四代核技術,只需要一些時間的探索與完善,就能實現(xiàn)商業(yè)化運行,這引發(fā)了一些人的科學狂想,認為汽車使用核電池不是夢,中國又一技術驚艷世界,美日只能仰慕。?

圖為核電站釷反應堆
的全稱實際上是“釷基熔鹽反應堆”,其內(nèi)部循環(huán)的冷卻物質并不是水,而是熔融的氟化釷,而釷元素也是釷反應堆的核燃料,也就是說,熔融氟化釷在反應堆的運行當中,既充當冷卻劑,也作為核燃料,雖然釷元素不易裂變,但是被快中子轟擊之后,釷232同位素可以衰變?yōu)橐子诹炎兊拟?33,而和常見的核燃料鈾235相比,鈾233的裂變更加溫和,易于控制,安全性更好。只需要為釷反應堆提供少量的易裂變物質作為“點火器”,釷232衰變?yōu)殁?33的過程就能持續(xù)進行,而依靠鈾233反應產(chǎn)生的中子,核燃料增殖的過程就能夠一直維持下去,而鈾233增殖的速度,甚至超過了消耗的速度,相當于核燃料越燒越多,消耗掉的只是廣泛存在于自然界中的釷,而中國作為全球最大的稀土生產(chǎn)國,釷元素恰恰就是稀土礦石當中,最常出現(xiàn)的伴生元素,僅白云鄂博一地,就有22.42萬噸的釷礦儲量,其中80%都是可以被釷反應堆利用的釷232同位素,足以支持全中國的能源需求5000年。?

圖為建設中的釷反應堆
同時,釷反應堆還能有效的規(guī)避核事故與放射性物質泄漏的風險,安全性相比老式反應堆提升了一個數(shù)量級,其運行環(huán)境是常壓高溫,不會出現(xiàn)福島核電站式的氫氣爆炸事故,也不會出現(xiàn)切爾諾貝利式的災難性熔堆,如果反應速率過快,釷反應堆底部的冷凍塞就會自動熔化,讓釷燃料熔鹽全部流入應急儲存罐中,核反應會自動停止,而既是冷卻劑又是核燃料的氟化釷雖然有毒,但是在常溫下會立刻凝固,只有在核反應堆的高溫下才能保持液態(tài),如果泄漏出來,根本不會發(fā)生擴散。由于天然鈾礦當中可以利用的鈾235含量過于稀少,鈾反應堆的燃料利用率是非常低下的,而釷反應堆就沒有類似的問題,不需要將核燃料濃縮,1噸釷完全裂變產(chǎn)生的能量能抵得上200噸鈾,相當于約350萬噸煤炭,更加可喜的是,釷在全球的儲量都非??捎^,幾乎與鉛一樣常見,如果能夠搶先完成釷反應堆的設計與制造,將在潛在的能源危機當中占得先機。

?圖為核反應堆
盡管上世紀的美蘇兩國都曾經(jīng)在釷反應堆上投入過人力物力,但是因為釷反應堆不能用于生產(chǎn)核武器,兩國的研究都沒有繼續(xù)下去,目前,全球最有希望實現(xiàn)釷反應堆商業(yè)化運營的國家是中國和印度,但是印度采用的技術,是讓釷232轉變?yōu)殁?33,再停堆提取鈾233,算是某種半新半舊的三代半核技術,而中國的釷反應堆,不需要進行繁瑣的停堆操作,釷232直接轉變?yōu)橐琢炎兊拟Q233,在反應中作為核燃料燃燒掉,是真正的第四代核技術。