钍基熔盐堆简介

1993年，法国和德国的核安全机构批准了未来压水堆安全的发展方向，并确定了新的安全参考标准。新的安全发展方向规定，假如发生严重事故，放射性及其效应不得影响到电厂以外。
因此，在自1992年开始的欧洲压水堆（EPR）的研究和设计工作中，安全被作为首要参考因素。加强安全主要表现在，为了进一步降低事故发生概率，增加了安全装置的冗余度，而且非能动安全设
核废料焕发“第二春”，还能使用潜在的核资源钍-232。我国是钍资源大国，若能将钍用于核能，可保我国能源供应千年无忧。
中国选择了熔盐堆作为突破方向。“熔盐堆使用熔融状态的氟化盐携带着核燃料——有点类似地壳里的岩浆，在‘炉子’中燃烧，不断输出巨大的能量。”徐洪杰说，作为国际第四代反应堆核能系统研究的六种候选堆型中唯一的液态燃料堆，它具有结构简单、可以在常压下运行、燃料“杂食性”强等优点。“新炉子”可以做得非常小巧，封入一定的核燃料就能稳定运行几十年，而经过充分燃烧，理论上其产生的核废料将仅为现有技术的千分之一。
在核领域，第二代与第三代之间的过渡已开始多年。例如，日本1997年投入运行的柏崎·刈羽核电站两台机组，法国分别于1996和1999年投入运行的舒兹和希沃N4系列都属于这一类。韩国已计划2010年建造第三代反应堆。美国也计划2010年建造水冷或气冷堆。中国也有同样的计划。
第四代反应堆
几十年后，核电站也许将能够遍布我国领土，甚至就在大城市的四周——说不定，自家小区不远的地下就有一个核电站。它会对我们的生活产生什么样的影响?它安全吗?该项目负责人、中科院上海应用物理研究所徐洪杰研究员，对这个未来的核电站进行了一番初探。
40年，将翻20倍化石能源即将枯竭，太阳能、风能不够稳定，水能开发已过极限……中国未来的能源支柱何在?
此外，“新炉子”在常压下运行，而非如传统反应堆在高压下工作，操作简单安全。“当炉内温度超过预定值时，设在底部的冷冻塞会自动熔化，携带核燃料的熔盐全部流入应急储存罐，核反应即终止。”徐洪杰告诉记者，由于冷却剂是氟化盐（同时携带燃料），冷却后就变成了固态盐，这使得核燃料既不容易泄露，也不会与地下水发生作用而造成生态灾害。同时也使新一代反应堆的选址更加自由：它可建于几十米深的地下，既可完全隔绝射线，又可防止敌人的武器攻击;它既可建于大城市中，也可工作于荒郊野外，为偏远山村送去恒久的电力……
这意味着，未来40年，我国的核能应用将翻20倍!
造好炉子，把“煤”烧净
众所周知，现在的核能系统——热中子反应堆以铀-235为燃料，然而铀-235在自然界中的含量非常小。按照目前估计的裂变核能发展趋势，地球上的陆基铀-235的储量将与化石能源同时枯竭。那可怎么办?“我们需要一个更好的炉子，可以烧更多的核燃料。”徐洪杰说，这就是人类为何要研发新的核能系统。
法国建造和运行了3座产钚堆（G1、G2和G3），和6座发电堆。
尽管更大规模的反应堆具有令人感兴趣的特点（热效率高、可使燃料得到更充分的利用），但是，由于受到技术限制，投资费用高，提高安全性困难，因此第一代反应堆的功率通常较低。
第二代反应堆
第二代反应堆是20世纪70年代到2000年投入运行的商业反应堆，有PWR、BWR、VVER和CANDU几种堆型。在这个阶段，PWR和BWR向着更简单、可靠和经济的方向发展。这两种反应堆目前占世界核电反应堆总数的85%。
由于全球新一代核反应堆尚处于研发中，因此我国自主研发钍基熔盐堆，将可能获得全部自主知识产权。这将使中国把能源的命脉紧紧把握在自己手中。
让“核”不再咄咄逼人
过去，人们总是谈“核”色变。但新一代核能将带着绿色、和平的印记，带人类走入新纪元。
传统反应堆所产生的核废料中，有大量易于生产核武器的核燃料钚-239，这使得核能的和平利用有了核武器扩散的风险。而“新炉子”燃烧钍-232产生核燃料铀-233的同时还伴生杂质铀-232，这使得钍-铀核燃料被国际公认为不适合发展核武器。
目前正在运行的是第二代反应堆。主要有美国、欧洲、日本的压水堆（PWR）和沸水堆（BWR）；俄罗斯设计的轻水堆（VVER）；东欧国家的压力管式沸水堆（RBMK），以及加拿大和印度的坎杜重水堆（CANDU）。
第三代反应堆已做好建造的准备。实际上，日本已经建造
世界上运行中的BWR核电机组的平均寿命(略)
第三代反应堆
必须向第三代反应堆发展的要求始于1979年美国三里岛核事故。主要目标是要提高现有反应堆的安全性，虽然这些反应堆实际上已被证明具有很高的安全性。
第三代反应堆派生于目前运行中的反应堆。设计基于同样的原理，并在技术上汲取了这些反应堆几十年的运行经验。
了2台机组（柏崎·刈羽6号和7号）。根据需要和各国的情况，2010～2015年期间，第三代反应堆将替代正在运行的第二代。
第四代反应堆还处于研发阶段，目前已有多种研发规划，预计将于2030年达到技术成熟，2035～2040年开始建造首批机组。
第一代反应堆
同已实现的关键技术方案一样，未来反应堆的研发需要在国际范围内进行密切合作，尤其是在GIF范围内的合作。2002年对最有希望的未来反应堆概念进行了选择，选择了在能源可持续性、经济竞争性、安全和可靠性以及防扩散和外部侵犯能力方面最具前景的6种核系统。
选定的6种系统中有2种高温气冷堆，2种液态金属（钠和铅合金）冷却堆，1种超临界水冷堆和1种熔盐反应堆。6种系统中有4种是快中子堆，5种采取的是闭合燃料循环，并对乏燃料中所含全部锕系元素进行整体再循环。
前景虽然美妙，但科学家还有很多难题需要攻克。从世界上第一座反应堆试验成功，到核电站的商业推广，经历了近20年的时间;而到目前主流核电站技术的成熟，又经过了20多年的发展。“新一代反应堆真正实现推广使用，可能还需要20-30年的时间。”
第一代反应堆集中了世界上（主要是美国、俄罗斯、法国、英国）建造的首批原型堆。
世纪共存。
第三代反应堆可能会使用相当长时间（2000～2040年）。实际上，日本已开始第三代的工业应用，并将持续下去，直到2035～2040年由工业规模的第四代反应堆替代。
如果考虑到美国、中国、亚洲或印度等国公布的能源需求预测，以及建造和更新设施的需要，第三代反应堆将在世界上得到广泛应用。
·持久性：该目标包括两个方面：从长远看有利于节省自然资源（铀）；废物量最少化；
·经济竞争性：目标是降低投资费用与运行费用；
·安全和可靠性：目标是（如果可能）排除疏散核电厂外部人员的必要性；
·加强防扩散和实体保护能力。
此外，考虑到长期需求的变化，未来的核设施不应该只局限于发电，应能满足其他需要，如产氢或海水淡化等联合生产。
核能，似乎是一个靠谱的选择：能量密度高、低碳排放、潜在的可持续发展。
“2005年，我国GDP总和为18.23万亿元，一次能源总耗量为 22.3亿吨标准煤。如今，我国已成为温室气体排放的大国，再过三四十年，我国GDP总量可能达到117万亿元，相应能源需求将增加多少?”徐洪杰说，发展需要更多能源，同时温室气体排放不仅不能增加，还要减少，真好比“又要马儿跑，又要马儿不吃草”，但核能可以做到。以现有的核电技术而言，1千克铀所放出的热量为196亿千卡，而1千克标准煤只能放出7000千卡热量。
因此，在全球气候变化的节骨眼上，节能减排、低碳经济正促使核能在全球复兴。据国际能源机构（IEA）预测，至2050年，全球核电装机容量将达到1200-1700GWe（百万千瓦）。目前，我国核电仅占总能耗不足 2％，根据国家发改委发布的核电中长期发展规划，到2020年我国核电运行装机容量将达到40GWe，2050年则可能提高到260GWe及以上。
第四代反应堆概念与前几代完全不同，必须以大量的技术进步为前提。对这些系统的研究才刚刚开始。概念可行性研究结束后，对第四代系统的研究将进入技术和经济性论证阶段。目标是获得工业上成熟的第四代核系统，根据市场情况，2035年可能开始实现首批工业应用。
结论
在未来50年内，核工业界将以工业规模发展第三代反应堆，并为第四代做准备。第四代反应堆的寿命为40～60年不等。因此，第二代、第三代和第四代反应堆将在21
第一代反应堆是20世纪50～70年代建造的首批原型堆：美国1957年临界的首座用于发电的60MW压水堆（希平港）；法国1956年临界的天然铀石墨气冷堆（UNGG）和英国的石墨气冷堆（MAGNOX）。
这一代反应堆受到燃料循环的限制，尤其是在20世纪50～60年代，一方面没有工业浓缩铀技术，另一方面某些希望拥有核威慑工具的国家需要生产裂变材料。在此种背景下，反应堆只能使用天然铀作燃料，用石墨或重水作慢化剂。
钍基熔盐堆，这个听起来让人如坠云中的专业名词，可能在三四十年后，成为我国能源供应的一大支柱。
2011年初，作为中国科学院首批启动的战略性先导科技专项之一，“未来先进核裂变能——钍基熔盐堆核能系统”项目正式启动。其科学目标是用20年左右时间，研发出新一代核能系统，所有技术均达到中试水平并拥有全部知识产权。
计可确保机组在发生事故时仍能正常运行。
EPR的设计和改进是法德15年的研发成果。该反应堆有以下明显优点：
·安全性大幅提高，
·造价降低，
·长寿命废物量降低，
·竞争力提高。
第四代反应堆是未来的系统，无论是从反应堆还是从燃料循环方面都将有重大的革新和发展。作为2000年美国能源部（DOE）发起倡议的继续，2001年成立了第四代反应堆国际论坛（GIF），参加方有：阿根廷、巴西、即拿大、法国、日本、韩国、南非、瑞士、英国和美国。
成员国承认，在可持续发展和防止温室效应方面，核能能够发挥很大的作用。国际合作围绕着以下几方面进行：
他打了一个比方，上世纪四五十年代，很多孩子会沿铁路捡煤渣，因为那时候锅炉燃烧技术不够好，煤烧不尽，捡回家还能生炉子。“目前最常用的核反应堆，就好比是一个不够完善的炉子，只烧了很少一部分最优质的燃料，而留下了大量的‘煤渣’。”徐洪杰所担纲的这个项目，就是要造一个新的炉子，不仅可以让现在的
在法国和世界的工业经验反馈中，第二代反应堆从经济和环境方面验证了核电的性能，核电的价格与化石燃料相比非常有竞争力，废物排放大大低于允许限值。世界上的反应堆累计运行超过1万堆年，表明这些工业技术是成熟的。
目前，世界上运行中的反应堆为441座。平均寿期为20年，有50座已超过30年，8座超过40年。