国外

John O Millis,redOrbitcom博士 - 您的宇宙在线本文是redOrbit内部专家将回答您提交的问题的新系列中的第一篇,读者有一个科学或空间问题难以理解

我们每周都会选择一些最狡猾的问题,你可以嘲笑我们常驻大师的大脑(我们称之为'极客')问题:我一直在读钍及其如何用于液体钠反应堆发电;在这个过程中它还能够消耗我们核电厂的废核废料我发现印度和中国也可能正在研究这种技术,但美国不是为什么呢

我认为它是一种更稳定的电力输出,而不是太阳能和风能,其输出依赖于天气的波动答案:随着世界处于能源危机的边缘,对替代燃料的研究正在加速似乎核电站,特别是裂变反应堆,是我们能源需求的最佳直接解决方案(聚变反应堆距离可行性还有几十年的距离,而太阳能,风能和其他解决方案没有足够的效率来取代像美国这样的高耗能国家的电力需求

)铀 - 裂变反应堆最受欢迎的成分燃料 - 是一种可耗尽的资源因此,当我们寻求反应堆设计的下一步发展时,探索更丰富的其他燃料可能性似乎是明智的

什么是钍能

长期以来人们一直认为,钍会取代铀作为主要裂变燃料

它比铀丰富得多,可用于其天然同位素232Th但是,钍本身不含大量裂变材料,因此需要使用额外的裂变材料(如铀)转化为人造铀同位素233U以点燃反应一般来说,钍裂变将以类似于铀基反应的方式进行

然而,材料的处理和“点燃”方式存在差异

需要独特考虑因素Thorium Power是否可行

钍被推为核燃料,因为除了比其他裂变元素更丰富之外,放射性副产物(废物)比典型的铀反应堆少得多

此外,在反应过程中232U和233U不可避免地散布在一起,不能化学分离因此不可能将铀浓缩到武器级别(但是,至少有一枚核弹头已测试过233U,但产量明显较低尚不清楚232U的污染会如何影响这一点)但是,虽然看起来使用钍已成定局,但仍有障碍阻碍一个问题是一些反应堆设计会产生重要的233U,一种长寿命的放射性废物产品

此外,虽然反应效果很好实验室测试,实现高燃料利用率 - 衡量从燃料源提取的能量 - 将成为主要的挑战目前正在运行的反应堆,因此需要进行重大修改此外,可追求的各种反应链都存在固有的挑战

也就是说,它们要么生产能够破坏233U产量的中间产品,要么就是需要未经证实的铀回收技术

处于起步阶段的是钍的未来吗

也许在核反应堆设计中增加使用钍有明显的优势,但是该技术尚未得到证实,并且钍能力的支持者肯定存在缺点,因为熔盐反应堆就像20世纪60年代首创的那样

在纸上这样的反应堆有传统钍驱动反应的所有好处没有任何缺点但是该技术还不发达,并且扩大规模的具体细节 - 将概念证明用于全尺寸反应堆 - 是未知的,因此这些说法未经证实而且在这个时代在美国严格的监管控制下,熔盐反应堆面临着长期而昂贵的生存之路

鉴于此,美国企业正在与我们在俄罗斯和中国的同事合作,探索使用钍作为主要核燃料资源 但2011年的一项研究认为,由于需要大量的前期资本投资,钍反应堆预计不会在短期内进入主流,尽管有潜在的好处但是,在复合氧化物(MOX)中使用钍燃料是现在的可能性作为浓缩铀的替代品,在燃料混合物中加入钍会降低放射性废物并最大限度地破坏有害钚钍反应堆完全取代铀设计的可能性非常低,但扩大使用燃料混合物中的钍是一个合理的止损,直到Fusion反应堆最终在未来20 - 30年上线