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图为中国第4代试验堆

随着科技实力的综合提升,中国也开始在核电站领域投入更多的精力,如今第四代核反应堆开启,并且成功夺得2个世界第一,看来中国领跑的优势再一次加大,此前在国内电力结构上,核电所占的比例并不高,但随着用电压力的不断加强,国内也开始建设更多的核电站,那么这一次,中国能否实现在核电技术领域领跑全球?

图为熔盐反应堆

首先,中国在这一次研发和公开的反应堆有两种,第一种是放射性非常低的钍基熔盐反应堆,作为一种新式反应堆,熔盐堆有三个最大的好处:第一,这种设备的产物并不能用于核武器上,其次,它的能源来自其他反应堆的核废料,是一种能够如同启明星二号一样,能够将原本的核污染废料变成无害产品的特殊性反应堆,第三,熔盐堆既不会融化也不会爆炸,其安全性能远远地超越了现代任何一种在役状态的核反应堆。

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图为反应堆控制板和燃料层

那什么是熔盐堆?顾名思义,它的反应物就是温度被限定在700摄氏度左右的核素盐溶液,借助这些被特定调配的核素只能捕获慢中子并产生链式反应的特性,熔盐只有在流经以石墨为主的耐高温减速剂阵列的时候才会产生链式反应,并将自己加热到工作温度,最后再通过二回路将自身产生的热量全部排出,这使得溶盐堆完全可以依靠反应物自己的热胀冷缩,进行热循环而并不需要使用主动循环泵进行驱动,而且,如果反应堆二回路上的循环系统失效,导致反应溶盐温度过高,达到临界点以后还可以直接顶开预定的安全塞,让沸腾的熔盐直接喷洒到冷却槽中终结反应并自行回收,从而确保在反应堆失控停堆后不会出现熔毁事故。

相比于熔盐堆让核燃料变成一循环冷却液的做法,中国的另外一个研究项目氦冷却高温堆则是使用了氦气取代水,作为反应堆的一循环冷却剂,这使得反应堆一回路的最高温度可以达到1000℃左右,哪怕是经过二次冷却的反应堆二回路,也能产生温度高达571℃的过热蒸汽,这使氦冷反应堆的发电效能远高于一般以水为冷却材料的前三代反应堆。

图为建造中的反应堆安全壳

而气冷堆循环回路产生的高温不仅能用于发电,还能直接为其他工业提供巨大的能量,像是高温气冷堆产生的超高温度过饱和蒸汽不仅可以用于集中供热,又或者是煤炭和石油材料的化工提炼当中,还能直接用于直接气化海水,收集蒸馏水进行海水淡化作业,未来,如果将热能直接转接到其他化工产业设备上,或者还能发挥出其更大的效能。

随着中国的第四代核反应堆完成自己的首次临界实验,并且开始逐渐完善,中国将能更快推广本国的核能应用,解决本国接下来出现的能源缺口,以及为未来对外销售,获取更多经济利润而做出巨大的贡献。