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中國科學院宣布，他們已完成世界首座釷熔鹽式反應爐，并且也完成重新裝填燃料，有望成為實用化的反應爐。并表示，釷燃料是新式清潔能源的一種，而且地質(zhì)里完全不虞缺乏。

▲中國的熔鹽燃料回路實驗。(圖/中國科學院)

中國科學院還提到，釷燃料反應爐的技術(shù)，是源自美國發(fā)布的解密文件，“只是美國人沒去做，而我們做出來了，這就像是龜兔賽跑的故事?！?/p>

有趣的工程(Interesting Engineering)報道，這一里程碑的成就，是中國科學院在 4 月 8 日的一次閉門會議上，由該計劃首席科學家徐洪杰(Xu Hongjie)發(fā)表的。

這座釷反應爐位于內(nèi)蒙古戈壁沙漠，功率2百萬瓦。

現(xiàn)有的主流核反應爐，采用的燃料是鈾，特別是鈾的同位素鈾235。不過鈾在地質(zhì)里不算多，大約是百萬分之一至百萬分之十左右。而鈾235又更稀少，在鈾礦里的比例僅百分之0.72。因此，鈾是否會枯竭?一直是爭論的話題。

至于釷，它是地球上最豐富的超鈾元素，地殼中的豐度是鈾的3倍多。于是原子能專家認為，釷是一種取之不盡的核能燃料。一些科學家估計，光是內(nèi)蒙古的一個釷礦，理論上可以滿足數(shù)萬年的能源需求，而且產(chǎn)生的放射性廢棄物，比目前的鈾反應爐少得多。

徐洪杰宣稱，“我們完成首座實用化的釷燃料反應爐，這象征了中國已成為全球核能技術(shù)的領(lǐng)先者。”

他并且表示，釷反應爐的技術(shù)原理都來自美國的公開文件，所以他將這場技術(shù)競爭，用經(jīng)典的伊索寓言比喻，他說：“兔子有時會犯錯或變得懶惰，這時烏龜就會抓住機會?！?/p>

報道稱，作為核燃料，釷比鈾有幾個優(yōu)勢。首先它在地殼中的含量更為豐富；其次，它產(chǎn)生的長半衰期放射性廢物，也比鈾反應更少。

它生成的副產(chǎn)品也不太適合武器化，從而降低了安全風險。與熔鹽技術(shù)結(jié)合時，反應爐可以設計成大氣壓力下運轉(zhuǎn)，自然限制過熱，提高整體安全性。

1960 年代，美國研究人員建造并測試了早期的熔鹽反應爐，但是美國最終擱置了該計劃，轉(zhuǎn)而采用鈾基技術(shù)。徐洪杰說：“美國將其研究成果公之于眾，等待合適的繼任者。我們就是那個繼任者?！?/p>

徐和他在上海應用物理研究所的團隊，研究這些解密的美國文件，重現(xiàn)了美國曾經(jīng)完成的舊實驗，然后進一步開發(fā)了這項技術(shù)。他說：“我們掌握了文獻中提到的每一種技術(shù)，然后進一步推進?！?/p>

該反應爐于2023年10月達到臨界狀態(tài)，2024年6月實現(xiàn)滿功率運行，僅四個月后，就成功執(zhí)行了“反應爐運作中的燃料添加” 。

現(xiàn)是個重大的技術(shù)突破，現(xiàn)有的鈾反應爐，更換燃料必須停止運轉(zhuǎn)，然后才能更換燃料棒。

徐說，在完成實驗爐后，他們現(xiàn)在正在建造一座規(guī)模更大的釷熔鹽反應爐，預計功率為10百萬瓦， 2030 年達到臨界狀態(tài)。

額外說明，該報道有些說法必須注意。釷燃料的主成分是釷-232，吸收一個中子后經(jīng)過經(jīng)兩次β衰變，轉(zhuǎn)變?yōu)殁?233，再以鈾-233和中子反應產(chǎn)生核分裂。這稱為釷/鈾-233循環(huán)。 然而，鈾-233也是可以核武器化的材料，早在1954年4月15日，美國就完成并首次引爆鈾233核武器，一份機密資料被公布，文件指出美國軍方稱“鈾233是令人滿意的武器材料”。同一份文件指出“在冷戰(zhàn)時期，美國大約以釷232增殖的方式，生產(chǎn)了2公噸的鈾233”，意即在美國的核武庫中，除了鈾235核彈、鈽239核彈以外，也有鈾233核彈。

來源：中時新聞網(wǎng)