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熔鹽堆核能系統是第四代核電6種候選堆型之一，包括釷基核燃料、熔鹽堆、核能綜合利用3個子系統，具有固有安全性高、能量利用效率高、可實現核燃料增殖、核廢料嬗變等優點。

由于(yu)自然界中大量(liang)存在釷(tu)元素(su)，開發(fa)釷(tu)資源的核能利用(yong)是全世界半個(ge)多世紀以來的夢(meng)想。但熔(rong)鹽堆“命運波折”，其研發(fa)始(shi)終起(qi)起(qi)伏(fu)伏(fu)，在經歷了近半個(ge)世紀的低谷后，熔(rong)鹽堆再一次走(zou)進人們的視野。

曾經的寵兒

熔(rong)鹽堆(dui)(dui)(dui)研(yan)發始于(yu)(yu)20世(shi)紀40年(nian)(nian)代末的(de)(de)(de)(de)美國。橡樹(shu)嶺國家實驗室(shi)于(yu)(yu)1960年(nian)(nian)在(zai)熔(rong)鹽實驗堆(dui)(dui)(dui)研(yan)究計劃中取得(de)了巨大成功，證(zheng)明了熔(rong)鹽堆(dui)(dui)(dui)技術的(de)(de)(de)(de)可行(xing)性與(yu)可靠性。隨后建(jian)設的(de)(de)(de)(de)熔(rong)鹽堆(dui)(dui)(dui)也是迄(qi)今世(shi)界(jie)上唯(wei)一(yi)建(jian)成并運行(xing)的(de)(de)(de)(de)液態燃(ran)料反應堆(dui)(dui)(dui)，唯(wei)一(yi)成功實現(xian)釷基核燃(ran)料（鈾-233）運行(xing)的(de)(de)(de)(de)反應堆(dui)(dui)(dui)。但(dan)是由于(yu)(yu)其采用液態燃(ran)料與(yu)其他反應堆(dui)(dui)(dui)主流固體(ti)燃(ran)料的(de)(de)(de)(de)概念相(xiang)悖(bei)，且不能(neng)滿足冷戰時期提取钚(bu)的(de)(de)(de)(de)軍事需求，遂失去了美國政(zheng)府的(de)(de)(de)(de)支持(chi)。

在當(dang)時，在美國提出熔(rong)鹽(yan)(yan)堆概念之后，俄羅(luo)斯、法國、日本、英國都(dou)相(xiang)繼開展了熔(rong)鹽(yan)(yan)堆的(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)。1964～1965年，英國開展了部分熔(rong)鹽(yan)(yan)快堆的(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)工作，與美國同(tong)(tong)時開展的(de)熔(rong)鹽(yan)(yan)熱堆研(yan)(yan)(yan)究(jiu)遙相(xiang)呼應。20世紀70年代，俄羅(luo)斯開展過Th-233U燃料循環(huan)、嬗(shan)變(bian)等熔(rong)鹽(yan)(yan)堆方(fang)面的(de)基礎研(yan)(yan)(yan)究(jiu)，并與歐洲(zhou)原(yuan)子共同(tong)(tong)體合作提出了2400MW的(de)熔(rong)鹽(yan)(yan)錒系元素再(zai)循環(huan)與嬗(shan)變(bian)堆（MOSART）。但(dan)1986年切爾諾貝利事故帶來的(de)影響，使得俄羅(luo)斯的(de)熔(rong)鹽(yan)(yan)堆研(yan)(yan)(yan)究(jiu)幾乎停滯。

回看(kan)我(wo)國，20世紀70代(dai)初(chu)，我(wo)國也曾選擇釷基熔鹽(yan)堆作為發展民用核能的(de)起步點，并于(yu)1971年(nian)建(jian)成了零功率冷(leng)態熔鹽(yan)堆并達到臨界。但限(xian)于(yu)當時的(de)科技、工業和經濟水(shui)平，轉為建(jian)設輕水(shui)反應堆。

曾風靡全球的原因

釷(tu)基熔(rong)鹽(yan)(yan)堆(dui)具有五大特點：一是固有安(an)全(quan)性高(gao)。當熔(rong)鹽(yan)(yan)堆(dui)內(nei)熔(rong)鹽(yan)(yan)溫度超過(guo)預定值時，設在底部的(de)冷凍塞將(jiang)自動熔(rong)化，攜(xie)帶核燃料的(de)熔(rong)鹽(yan)(yan)隨即全(quan)部流入應急儲(chu)存罐，使(shi)核反(fan)應終(zhong)止。熔(rong)鹽(yan)(yan)堆(dui)工作在常壓，操(cao)作簡單安(an)全(quan)。熔(rong)鹽(yan)(yan)堆(dui)還可(ke)建在地面(mian)10米以下(xia)，有利于防御(yu)恐怖(bu)破(po)壞和戰(zhan)爭襲擊。

二是核(he)燃料長期供應。熔(rong)鹽堆(dui)使(shi)用使(shi)用釷(tu)鈾核(he)燃料循環。對(dui)于陸地釷(tu)資源(yuan)(yuan)儲量的估計，如(ru)果(guo)樂觀地估計，釷(tu)的儲藏量是鈾資源(yuan)(yuan)的5～8倍(bei)。我(wo)國是釷(tu)資源(yuan)(yuan)大(da)國，若能夠(gou)將釷(tu)用于生產(chan)核(he)能，可保我(wo)國能源(yuan)(yuan)供應千年(nian)無(wu)憂。

三是核廢料最(zui)小化。熔鹽堆可以對核燃料和反應產物進(jin)行在(zai)(zai)線添加和在(zai)(zai)線（或鄰堆離(li)線）分(fen)(fen)離(li)和處理(li)，使得核燃料充分(fen)(fen)地燃燒，最(zui)終(zhong)卸出的(de)核廢料很少，約為(wei)目前的(de)千分(fen)(fen)之一左右。

四是防核擴散(san)。傳(chuan)統(tong)反應(ying)堆(dui)所產(chan)生(sheng)的核廢料(liao)中，有(you)大量(liang)易于生(sheng)產(chan)核武器的核燃(ran)料(liao)钚-239，因(yin)此存在核武器擴散(san)的風險，而科(ke)學界公認釷-鈾燃(ran)料(liao)循環不(bu)適于生(sheng)產(chan)武器級核燃(ran)料(liao)，只能用于產(chan)生(sheng)核能。

五(wu)是多(duo)用途與(yu)靈(ling)活性。小型模(mo)塊化反(fan)(fan)應堆(dui)(dui)、混合能源均為未來核能的(de)(de)發展方向(xiang)。熔(rong)(rong)鹽堆(dui)(dui)是小型模(mo)塊化反(fan)(fan)應堆(dui)(dui)較(jiao)為理想的(de)(de)堆(dui)(dui)型，同(tong)時(shi)熔(rong)(rong)鹽堆(dui)(dui)又是高溫(wen)堆(dui)(dui)，適(shi)于用作制氫等混合能源的(de)(de)應用。因此，未來或可出現小型化、社區用的(de)(de)核能系統。

“與第(di)三(san)代核技術相(xiang)比，熔鹽(yan)堆更安全，也(ye)更靈(ling)活，冷(leng)卻(que)劑為氟化鹽(yan)，冷(leng)卻(que)后即變為固態鹽(yan)，既不易泄漏，又不會與水(shui)源(yuan)接觸(chu)導致污染。同(tong)時(shi)，由(you)于不依賴水(shui)源(yuan)，使得(de)反應堆選(xuan)(xuan)址更加自由(you)，一旦(dan)技術成熟(shu)，可為中國內陸核電建設提(ti)供更靈(ling)活的廠址選(xuan)(xuan)擇。”中國科學院先進(jin)核能創新研究院籌備組組長徐洪杰說。

卷土重來

熔鹽(yan)堆以(yi)其(qi)顯見的(de)(de)優勢始終吸引著(zhu)世(shi)界的(de)(de)眼球(qiu)。

21世(shi)紀(ji)初，第四代反應堆(dui)(dui)國際論壇（GIF）將熔鹽堆(dui)(dui)納入(ru)6種最有希望的(de)第四代候選堆(dui)(dui)型之中。

隨后，世界范(fan)圍內又重新爆發出(chu)熔(rong)鹽(yan)堆(dui)(dui)研(yan)(yan)究(jiu)的(de)新氣(qi)象，美(mei)(mei)、法(fa)、俄、日(ri)等(deng)各(ge)國(guo)競(jing)相發展(zhan)了多種類型的(de)熔(rong)鹽(yan)堆(dui)(dui)概(gai)念設計。美(mei)(mei)國(guo)科學(xue)(xue)家率先提出(chu)了固態燃料熔(rong)鹽(yan)堆(dui)(dui)的(de)概(gai)念，其主要目(mu)標瞄準(zhun)了高溫(wen)輸出(chu)與核能制氫。美(mei)(mei)國(guo)能源(yuan)部(bu)與橡樹嶺、愛(ai)達荷國(guo)立實(shi)驗室、麻省理工等(deng)大學(xue)(xue)及西屋(wu)公司和阿海琺公司在發展(zhan)氟鹽(yan)冷卻(que)高溫(wen)堆(dui)(dui)的(de)問題上形成基(ji)本共識，并(bing)已(yi)啟動(dong)了大型研(yan)(yan)究(jiu)計劃。

而時(shi)隔40年(nian)(nian)之后，中國再次啟(qi)動釷(tu)基熔(rong)鹽(yan)(yan)堆的研究。2010年(nian)(nian)，中國科(ke)學院啟(qi)動了“未來先進核(he)裂變(bian)能(neng)——釷(tu)基熔(rong)鹽(yan)(yan)堆核(he)能(neng)系統(tong)”戰略性先導科(ke)技(ji)專項，即“未來先進核(he)裂變(bian)能(neng)——釷(tu)基熔(rong)鹽(yan)(yan)堆核(he)能(neng)系統(tong)（TMSR）”，計劃用20年(nian)(nian)時(shi)間實現(xian)釷(tu)基熔(rong)鹽(yan)(yan)堆的商業(ye)應用。具(ju)體來說，2011～2015年(nian)(nian)建(jian)(jian)成(cheng)2MW釷(tu)基熔(rong)鹽(yan)(yan)實驗堆并(bing)在零功率水平達到(dao)臨界；2016～2020年(nian)(nian)建(jian)(jian)成(cheng)10MW釷(tu)基熔(rong)鹽(yan)(yan)堆并(bing)達到(dao)臨界；2020～2030年(nian)(nian)建(jian)(jian)成(cheng)示范性100MW(e)釷(tu)基熔(rong)鹽(yan)(yan)堆核(he)能(neng)系統(tong)并(bing)達到(dao)臨界。