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編者按：我國正在引領(lǐng)全球熔鹽堆研究，以釷作為核燃料、以復(fù)合型氟化鹽作為冷卻劑的第四代反應(yīng)堆核能系統(tǒng)，可應(yīng)用于高效儲能、制氫，進而與太陽能、風能相結(jié)合形成多能互補的低碳復(fù)合能源系統(tǒng)。

“建設(shè)2兆瓦液態(tài)燃料釷基熔鹽實驗堆，是釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)（TMSR）研發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是TMSR先導(dǎo)專項的核心目標之一。”2018年12月29日，在上海市核學(xué)會成立40周年紀念大會暨學(xué)術(shù)報告會上，中科院先進核能創(chuàng)新研究院院長徐洪杰在題為“釷基熔鹽堆的昨天、今天和明天”的報告中表示，選址于甘肅省武威市民勤縣的釷基熔鹽實驗堆，已取得國家核安全局頒發(fā)的《選址審查意見書》。目前正按計劃開展實驗堆建造許可證申請、實驗堆工藝設(shè)備加工制造、園區(qū)配套設(shè)施建設(shè)等。

目前，上海應(yīng)用物理研究所在該地的新園區(qū)已初具雛形。徐洪杰介紹說，在甘肅的釷基熔鹽實驗堆建于地下，這相當于給它“套了個金鐘罩”，目的也很明確——防患于未然。“專項實施后，我們在材料工藝上有了很大的提升，目前已達到國際水平。”他表示，“熔鹽堆特需的關(guān)鍵材料和裝備制備技術(shù)我們也已經(jīng)全面掌握。”

我國正在引領(lǐng)全球熔鹽堆研究，而這個2兆瓦釷基熔鹽實驗堆建成后將成為全球唯一運行的實驗堆。

釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)項目是以釷作為核燃料、以復(fù)合型氟化鹽作為冷卻劑的第四代反應(yīng)堆核能系統(tǒng)，包括釷基核燃料、熔鹽堆和核能綜合利用三個子系統(tǒng)，擁有更高安全性、核廢料少、防擴散性能和經(jīng)濟性更好等諸多優(yōu)勢。尤其是熔鹽堆采用無水冷卻技術(shù)，只需少量的水即可運行，適用于干旱地區(qū)。

據(jù)介紹，源于該系統(tǒng)的高溫熔鹽技術(shù)可應(yīng)用于高效儲能、制氫，進而與太陽能、風能相結(jié)合形成多能互補的低碳復(fù)合能源系統(tǒng)，解決我國西部地區(qū)棄風、棄光問題，是可以覆蓋“一帶一路”區(qū)域的清潔高效能源系統(tǒng)。

“在未來碳排放受限的環(huán)境中，核能是無可替代的。”徐洪杰介紹，“國際上，美國通過公私合營，全力推進熔鹽堆研發(fā)；俄羅斯則依靠國立研究所開展熔鹽堆研究。”

我國曾在1970年代選擇釷基熔鹽堆作為發(fā)展民用核能的起步點。1971年，上海“七二八工程”建成了零功率冷態(tài)熔鹽堆并達到臨界，但限于當時的科技、工業(yè)和經(jīng)濟水平，后轉(zhuǎn)為建設(shè)輕水反應(yīng)堆。

2011年，中科院啟動了首批中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項（A類）“未來先進核裂變能——釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)”，計劃用 20年左右的時間，在國際上率先實現(xiàn)釷基熔鹽堆的應(yīng)用，同時建立釷基熔鹽堆產(chǎn)業(yè)鏈和相應(yīng)的科技隊伍。

徐洪杰介紹說，目前已建立了國際上最大規(guī)模（約700人）的TMSR研發(fā)科技團隊，建成了覆蓋TMSR各領(lǐng)域方向的基礎(chǔ)研究實驗室和研發(fā)試驗平臺構(gòu)成的先進的TMSR低放非核（冷）實驗基地，開展了以我為主、卓有成效的國際科學(xué)技術(shù)合作，形成了有中國特色、瞄準國際發(fā)展前沿、符合市場需求的獨特的釷基熔鹽堆發(fā)展戰(zhàn)略和技術(shù)路線。實現(xiàn)釷鈾循環(huán)、堆本體工程設(shè)計、系列高溫熔鹽回路、安全與許可等原型系統(tǒng)和高溫合金、高純?nèi)埯}、腐蝕控制、核純釷、高豐度鋰7、氚處理、釷鈾燃料鹽干法分離等一系列關(guān)鍵技術(shù)突破，在實驗室規(guī)模全面掌握TMSR的科學(xué)與技術(shù)，為建設(shè)實驗堆奠定了科技基礎(chǔ)，并基本形成我國TMSR相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈雛形。

據(jù)悉，在建的2兆瓦釷基熔鹽實驗堆的主容器、石墨堆芯、控制棒、熔鹽泵、熱交換器等關(guān)鍵設(shè)備已簽訂研制合同。“這意味著，實驗堆及后續(xù)研究堆的研發(fā)，不會再受西方技術(shù)封鎖的影響。計劃到2020年建成。”

徐洪杰介紹說，到2025年，我國還將在甘肅建立世界首座小型模塊化釷基熔鹽研究堆，用于高功率、高輻照工況下釷基熔鹽堆科學(xué)問題與關(guān)鍵技術(shù)的工程熱驗證。而在上海嘉定，用于模塊化技術(shù)研究、熱工水力實驗研究、材料和設(shè)備試驗驗證、高溫熔鹽儲能與制氫技術(shù)試驗驗證的小型模塊化熔鹽堆冷態(tài)（非核）研究設(shè)施也將拔地而起。“我們計劃建設(shè)多個實驗平臺，為研究堆、示范堆及特種堆設(shè)計與建設(shè)奠定基礎(chǔ)。”

原標題:中國正引領(lǐng)全球熔鹽堆研發(fā)