今年九月底，全球首個釷核反應堆將在甘肅武威試執行。根據武威市政府官網此前釋出的一則訊息，釷基熔鹽堆核能系統專案主體工程於2021年5月已基本完工，9月啟動除錯。
如果試驗成功，意味著我國將會成為全球第一個掌握了第四代核能技術的國家，將成為新能源領域的領先者。
01 核能的發展及反應原理
世界採礦大會的資料顯示，目前世界已探明煤炭儲量可供世界各國開採112年。其中，美國可開採240年，俄羅斯則將近470年，而中國只有33年。
2015年- 2019年清潔能源消費在能源消費中的比重
自2015年以來，我國天然氣、水電、核電、風電清潔能源的消費佔比以穩健態勢上升,從18%已增長到23 .4%,這種趨勢表明，我國的能源結構正在不斷地最佳化。核能是歷史上的重要發現，也是我國開啟能源革命必不可少的發力者之一。
1954年，前蘇聯建成了世界上第一座原子能發電站，它利用濃縮鈾作燃料，採用石墨水冷堆，能將電輸出功率控制在5000千瓦。自那時開始，"核能發電” 不再只是理論中的知識，而成了應用領域中的現實。
傳統的核反應堆一般是以核裂變的方式，從字面上來解釋，核裂變就是原子核分裂時釋放出巨大能量的過程，具體的反應原理是：鈾、釷等放射性的重元素原子核，自身裂解成其他輕元素的原子核，同時釋放出巨大的能量。
以鈾元素髮生的核裂變反應為例：235U+1n→137Ba+97Kr+2n。其中元素前面的數字不是“化學計量數”，而是質量數，U為鈾、Ba為鋇、Kr為氪、n為中子。原子彈爆炸的反應就是用1箇中子轟擊1個鈾原子核發生裂變，同時釋放出的2箇中子再繼續轟擊其他的鈾原子核，形成鏈式反應，爆發出驚人的破壞力。
而核聚變就是原子核合併在一起時釋放出巨大能量的過程，原理是：氫元素這種輕元素的原子核，相互結合成為原子質量更大的較重的原子核，同時釋放出中子，產生巨大的能量。雖然都是原子能，但是核聚變產生的能量要大得多。
相比核裂變還會產生放射性的核廢料，核聚變是非常清潔的核反應，幾乎不會對環境產生任何的汙染。如果人類能夠實現可控核聚變，那麼就可以不必依賴化石能源。
02 釷基熔鹽堆核能系統(TMSR)
隨著鈾元素開始進入大眾視野，大家都預設鈾元素就是核燃料，但其實世界上還有另一種沒有被使用的核燃料，它甚至比鈾元素還要安全100倍，這種元素就是釷。
釷反應堆號稱核聚變前的終極能源解決方案。雖然還有區域性風險，但已經在很可控的範圍之內了。國際知名物理學家葉恭平博士提供了一個數據，他說目前全世界430多座核反應堆只提供了人類2.6%的能源。如果釷反應堆能大規模推廣，這個資料將提升到40%-50%的水平。
釷反應堆的概念，上世紀60年代開始，美國、前蘇聯、日本和法國等都先後投入研發，但是由於材料問題都失敗了。科學家們解決不了管道被放射性熔鹽腐蝕的問題，加上鈾反應堆天然的武器屬性，導致釷反應堆多年來少有進展。
目前，國際上公認有六種第四代裂變核反應堆型：超高溫堆、超臨界水堆、氣冷快堆、鉛冷快堆、鈉冷快堆和熔鹽堆。
釷基熔鹽堆核能系統亮點：
1、釷資源豐富：熔鹽堆以釷元素為燃料，傳統核電使用的鈾和鈽等元素非常稀缺，但釷元素十分豐富，僅我國儲量就能保證2萬年發電供應
2、效能好：在理論上,一噸釷可以提供相當於200噸鈾,或者350萬噸煤所提供的能源。中國釷的儲備量位居世界第二。美國科學家正在開發用釷作為核燃料發電的汽車，如果研發成功的話，只需要八克釷就可以讓一輛悍馬車開96萬公里，中途不需要再加燃料。
3、安全：釷比鈾元素的輻射量更低，在自然界中的佔比還比鈾要高很多，而且釷的同位素使用率和能量轉換效率都比鈾更為優異。作為冷卻劑的複合型氟化鹽在冷卻之後變成固態鹽，基本不會洩露和汙染環境。
4、選址靈活： 冷卻劑氟化鹽它不像鈾和鈽反應堆去消耗大量的水資源，在缺水的地方，也可以建造和執行。
目前我國核能事業蓬勃發展，無論是規模還是技術，都已進入世界先進行列。然而，我國核能發展依然存在一些問題，如核能建成和運營成本較高，限制核能發展以及核廢料處理價格昂貴，難度大等難題。
核能作為我國清潔低碳能源，對我國的發展發揮重要作用。疫情發生後，美國等西方國家對我國高新技術的全面封鎖和打壓，無疑增加了我國核能發展外部環境的不確定性。我國仍需提前預判和做好應對措施，以確保我國核能發展地位和優勢的儲存。
相關龍頭企業：
寶色股份: 2017年10月20日晚間公告，公司與中科院先進核能創新研究院簽訂戰略合作框架協議，擬就未來先進核裂變能——釷基熔鹽堆核能系統(TMSR)、超高溫光熱發電系統、熔鹽儲能技術所需的高溫熔鹽裝置的研製結成戰略合作關係，協議有效期五年。
中廣核技: 中廣核核技術應用有限公司為中國廣核集團的全資子公司，於2011年6月在北京成立。
包鋼股份：包鋼白雲鄂博礦區中“釷”儲量約22萬噸，佔全國釷資源儲量的77.3%，其中7萬噸殘留在尾礦廢渣中，一旦釷基熔鹽堆實現商業化，就能立刻變廢為寶。
中國核建：我國核電工程建設領域歷史最久、規模最大、專業一體化程度最高的企業，是國內唯一一家30餘年來不間斷從事核電工程建設的企業，一直是核電工程建設領軍企業，代表了我國核電工程建設的最高水平。
參考文獻：
[1]中國工程院“我國核能發展的再研究"專案組我國核能發展的再研究[M].北京:清華大學出版社,2015.[3]中核戰略規劃研究總院.IAEA釋出2020年版核電發展預測報告.
[2]朱青等.關於我國核電發展趨勢的構想[J].江西:東華理工大學.2011 .
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