够我国用2万年，中国突破“无限能源”？

中国在核能领域投入了很多的资源，也非常看重核能领域新技术的研发。在核能的新技术领域，除了大名鼎鼎外的可控核聚变技术外，就属“钍基熔盐核反应堆”最受关注。
    所谓“钍基熔盐核反应堆”，是指以钍元素为核燃料的核反应堆。


钍元素
    众所周知的是，人工产生核裂变反应最常见的材料就是铀元素。不管是原子弹还是现在各国使用的核电站，使用的基本都是铀235。
    所以传统的核电站，都是用铀235作为核原料。而钍基熔盐核反应堆则是一种以钍元素（主要是钍232）为核原料的核反应堆技术。


核裂变概念图
核电站的原料和建造地点问题
    对中国来说，传统的核电站有几个比较明显的劣势。
    首先就是中国的铀矿储备量少。中国是一个“贫铀国”，国内铀矿造核武器是够的，但我国要大建核电站，将铀矿广泛投入商业领域，中国的核电站运行成本就会相对较高。


核电站
    并且因为中国国内本身的铀矿储备量不足，这注定了我国国内的核电站需要大量从国外购买铀矿，这会使得我国在核原料上被国外“卡脖子”。
    但钍基熔盐核反应堆就不一样了，中国的钍储备量非常大。
    如果钍基熔盐核反应堆能投入商业化运营，1吨钍释放的能量相当于350万吨煤炭。20万吨钍就足够中国14亿人用大约2万年。而中国国内超过20万吨储量的钍矿，有很多座。


钍矿
    所以中国如果能商业化运营钍基熔盐核反应堆，我国在核电站原料上就再也不用担心被卡脖子的问题了，中国就有了“无限能源”。
    传统核电站的第二个劣势是需要很多的水。
    核反应堆在运行的时候会产生高温，要防止核反应堆持续高温导致熔毁，就需要用冷却液对其进行冷却。而世界上最廉价的冷却液就是水。
    因此传统的核电站基本都建立在大江、大河，以及海边，很少建立在内地缺水的地方。这就严重限制了核电站的建造地点。


核电站要依水而建
    而钍基熔盐核反应堆直接用“熔盐”（液体状态的氟化盐）作为冷却液。
    并且因为钍基熔盐核反应堆的结构问题，“熔盐”不仅是核反应堆中的冷却液，还是能量传输载体，负责将能量引导出来并进行发电。
    靠着不需要水作为冷却剂的能力，钍基熔盐核反应堆在中国任何一个地方都能建造，包括新疆、甘肃这种比较缺水的内陆地区。
    在2024年5月的时候，甘肃武威地区就宣布要建立钍基熔盐核反应堆的小型实验堆，该地区在以前是基本建立不了传统核电站的。


钍基熔盐核反应堆的自然循环回路
    核电站在全国到处都能建，就能有效的调节电力，对国家电网的压力会降得更低。
核电站的安全问题
    然后就是安全性的问题。其一，传统核电站依水而建，而有水的地方往往都是人口密集区。
    这也就意味着核电站一旦出事故，影响的人会很多。


核电站基本都处于人口密集区
    钍基熔盐核反应堆能建立在沙漠地区，就能远离人口聚集区，这意味着它就算发生了事故，影响的人口也远没有传统核电站那么多。
    其二就是我们上边提到的，钍基熔盐核反应堆用“熔盐”作为冷却剂和传输热量的介质。
    一旦这种核反应堆出现事故，“熔盐”就会快速遇冷并“冻结”。然后这个反应堆就会被封存在固态的氟化盐中，避免进一步的核泄漏和核反应堆融毁的问题。


“低温”固态氟化盐
    要知道日本福岛核电站在出事故后，就因为核反应堆融毁变得难以回收。
    并且核反应堆在融毁后是不会在短时间内自行冷却的。也就是说，福岛核电站需要不断地用冷却剂给它冷却，不然可能产生“二次事故”。
    本身核反应堆融毁就导致堆芯暴露在外，用水一冷却，这个水就直接变成了被核污染的水。
    所以当前福岛核电站还在持续的产生“核污染水”。截止至2024年底，福岛核电站的核污染水已经产生了超过130万吨，需要至少30年才能处理完。


福岛核电站的核污染水储水罐
    就福岛核电站还在持续产生核污染水的情况下，鬼知道未来这个核电站还会产生多少核污染水。
    相比较之下，钍基熔盐一旦出现融毁的情况，自己都会“封存”自己，安全性大幅度提升，事故影响也能降到最低。
    所以整体来看，钍基熔盐核反应堆相较于传统的核反应堆有非常多的优势，如果真能商用，前途不可限量。
钍基熔盐核反应堆的技术问题
    不过既然现在钍基熔盐核反应堆还没有商用，就意味着它还有很多技术上没有解决的细节。
    其一是钍基熔盐堆使用的“熔盐”具有很高的侵蚀性，当前人类还没找出能抗住这种腐蚀，并且还具备性价比的材料。


金属腐蚀
    用现有的材料造钍基熔盐核反应堆，那么这个反应堆很难长时间运行，只要几年时间各处管道就会被“熔盐”腐蚀出问题。
    其二是核原料裂变过程中被消耗的问题。
    钍基熔盐核反应堆设想的是让核原料在“熔盐”中流淌，但是核原料在裂变过程中会被消耗。并且核裂变还会产生大量中子的裂变产物。
    核原料被消耗还好说，想办法往“熔盐”里面添加核原料就行了。
    但对于后者，也就是裂变产物，当前就没有太好的解决办法了。


核裂变会产生大量不参与裂变的物质
    这些东西会在“熔盐”中不断累积，还会影响核原料的裂变效率。
    如果没有办法处理这些裂变产物，该型核反应堆的功率就会降低，经济价值就会下降。
    因此钍基熔盐核反应堆虽然前景很广阔，但在当前技术条件下，要想商用还有很远一段路。