界面新聞?dòng)浾?| 戴晶晶

中國有望在明年開建全球首座釷基熔鹽堆核電站。

近日，中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所(下稱上海應(yīng)物所)發(fā)布《小型模塊化釷基熔鹽堆研究設(shè)施項(xiàng)目環(huán)境影響報(bào)告書（選址階段）》(下稱《報(bào)告書》)，披露將新建10兆瓦電功率(10 MWe)小型模塊化釷基熔鹽堆項(xiàng)目(下稱研究堆)，設(shè)計(jì)最大熱功率60 MWt。

這將是全球首座釷基熔鹽反應(yīng)堆核電站，建設(shè)目標(biāo)為2025年年內(nèi)破土動(dòng)工，2029年首次臨界并滿功率運(yùn)行。

該項(xiàng)目旨在實(shí)現(xiàn)研究堆的系統(tǒng)集成以及驗(yàn)證，為大型商業(yè)堆的建設(shè)提供必要的技術(shù)、數(shù)據(jù)以及經(jīng)驗(yàn)。“同時(shí)通過研究堆及相關(guān)設(shè)施的建設(shè)，帶動(dòng)一大批涉及材料及高端裝備制造技術(shù)的發(fā)展?！薄秷?bào)告書》稱。

熔鹽反應(yīng)堆是第四代核電站堆型，使用高溫熔鹽作為冷卻劑，具有高溫、低壓、高化學(xué)穩(wěn)定性、高熱容等熱物特性。因不需要使用昂貴的壓力容器，適合建成緊湊、輕量化和低成本的小型模塊化反應(yīng)堆。

此外，熔鹽反應(yīng)堆可以用釷作為燃料，降低對(duì)鈾的對(duì)外依存度。釷大量存在于地殼表層，資源豐富?！督?jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)》曾報(bào)道稱稱，中國釷鈾儲(chǔ)量之比約為6:1，已探明的釷工業(yè)儲(chǔ)備量約為28萬噸，居世界第二位。

由于無需使用水作為冷卻劑，熔鹽反應(yīng)堆可建于地下或干旱地區(qū)。

目前，中國已建成2 MWt液態(tài)燃料釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆(TMSR-LF1)，位于甘肅省武威市民勤縣紅沙崗工業(yè)集聚區(qū)，建設(shè)和營運(yùn)單位均為上海應(yīng)物所。

2023月6月，TMSR-LF1取得國家核安全局頒發(fā)的運(yùn)行許可證；《報(bào)告書》提及，當(dāng)年10月，TMSR-LF1首次達(dá)到臨界狀態(tài)。

最新的研究堆也將由上海應(yīng)物所建設(shè)和營運(yùn)，擬選址位置同樣位于民勤縣紅沙崗工業(yè)集聚區(qū)，在TMSR-LF1附近。項(xiàng)目還將建設(shè)釷基燃料鹽研究中心、放射性廢物整備中心、研究堆發(fā)電機(jī)房（含電控樓及35kV升壓站）、35kV變電站等配套設(shè)施。

國際上自上個(gè)世紀(jì)就開始研究熔鹽實(shí)驗(yàn)堆。

1965年，美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室建成的熔鹽實(shí)驗(yàn)堆(MSRE)第一次實(shí)現(xiàn)自持核反應(yīng)，并在3年后成為有史以來第一個(gè)以鈾-233為燃料的反應(yīng)堆。但由于經(jīng)費(fèi)等考慮，美國原子能委員會(huì)決定將重點(diǎn)放到其它設(shè)計(jì)，于1973年正式結(jié)束了熔鹽研發(fā)項(xiàng)目。

中國也曾在1970年代選擇釷基熔鹽堆作為發(fā)展民用核能的起步點(diǎn)。1971年，上?！?28工程”建成了零功率冷態(tài)熔鹽堆并達(dá)到臨界，但限于當(dāng)時(shí)的科技、工業(yè)和經(jīng)濟(jì)水平，后轉(zhuǎn)為建設(shè)輕水反應(yīng)堆。

2011年，中國重啟釷基熔鹽堆研究，釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)(TMSR)入選中國科學(xué)院首批啟動(dòng)的五項(xiàng)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)，計(jì)劃用20年左右的時(shí)間，在國際上首先實(shí)現(xiàn)釷基熔鹽堆的應(yīng)用。

《武威市人民政府關(guān)于印發(fā)武威市國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要的通知》明確， 要建成2兆瓦釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆項(xiàng)目，建設(shè)30兆瓦熔鹽儲(chǔ)能、10兆瓦高溫制氫項(xiàng)目，新建20兆瓦釷基熔鹽研究堆項(xiàng)目，建成世界首座10 MWe小型模塊化釷基熔鹽研究堆。

2023年末，中國船舶集團(tuán)有限公司旗下江南造船（集團(tuán)）有限責(zé)任公司發(fā)布了全球首型、世界最大24000TEU級(jí)核動(dòng)力集裝箱船船型， 采用堆型熔鹽反應(yīng)堆設(shè)計(jì)方案，并獲得挪威船級(jí)社(DNV)頒發(fā)的原則性認(rèn)可證書。

中國還參與了氣冷快堆外的其他第四代核電技術(shù)的研發(fā)。

根據(jù)第四代核能系統(tǒng)國際論壇(GIF)的推薦，六種四代（先進(jìn)）堆型分別為鈉冷快堆、超高溫氣冷堆、鉛冷快堆、熔鹽堆、超臨界水冷堆和氣冷快堆。

第四代核能系統(tǒng)的目標(biāo)是使核電具有更好的經(jīng)濟(jì)競爭性、安全和可靠性，要求燃料利用率高、廢物產(chǎn)生量小，以及擁有防擴(kuò)散和外部侵犯的能力，是核能下一步發(fā)展的方向。

去年12月6日， 全球首座四代核電石島灣高溫氣冷堆——山東石島灣高溫氣冷堆核電站投入商運(yùn)。

鈉冷快堆是目前運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)最豐富的先進(jìn)核能系統(tǒng)，全球范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)間累計(jì)達(dá)到400堆年，為運(yùn)行堆年最長的四代核電技術(shù)。堆年是指一個(gè)反應(yīng)堆運(yùn)行一年。

2022年12月，中國小型鈉冷快堆核電源研發(fā)工作取得重要突破，在國際上首次實(shí)現(xiàn)耦合斯特林發(fā)電系統(tǒng)的小型鈉冷快堆核電源非核集成測試裝置“一鍵啟停堆”驗(yàn)證試驗(yàn)。

界面新聞就釷基熔鹽堆核電站項(xiàng)目聯(lián)系上海應(yīng)物所，截至發(fā)稿未收到回應(yīng)。