铀招损，钍受益：英媒体认为钍堆可挽救核信任危机

作者：张欣林歆来源：《瞭望东方周刊》发布时间：2011年03月31日点击数： ( 字体：小大 )

“不会发生在日本看到的那种氢气爆炸，也不会有辐射释放出来”

　　铀招损，钍受益。

　　日本福岛第一核电站里的“爆炸链”在短短两周内终令全世界谈核色变。

　　铀反应堆遭遇信任危机之际，英国《每日电讯报》从海啸前两个月的中国媒体报道中发现了一条振奋人心的消息：中国正在发展安全性能远超传统核电的“钍基熔盐反应堆系统”。熔盐堆，是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。

　　安全核能的确存在！英媒想为“核恐慌”注入一针强心剂。

　　英媒对“钍”堆寄予厚望，认为其将极大地改变全世界的能源版图，标志着“世界能源战略领导地位正从墨守陈规的西方转向正在崛起的技术创新大国”。

　　但接受《瞭望东方周刊》记者采访的京沪两地多位核电专家均对此表态谨慎：四代技术尚在概念设计阶段，并不具备大规模工业推广的可行性。

　　结论是，英国媒体的报道有点捕风捉影。

　　戒掉“铀”瘾的灵药

　　一块拳头大小的钍金属，能为整个伦敦供电1星期—— 诺贝尔物理学奖获得者、欧洲核子研究中心前主任卡洛·鲁比亚如此形容钍的本事。

　　相比铀，钍的优势很明显：

　　丰富。“在包钢尾矿坝堆放的1.5亿吨尾矿中，包括930万吨稀土和7万吨钍。”2005年，中国科学院院士徐光宪等15位院士上书国务院，提到和能源“潜力股”钍金属的利用率为零。

　　而中国已探明的钍工业储备量为286335吨，仅次于印度，居世界第二位。仅在白云鄂博主东矿，以0.038%的二氧化钍平均含量来计算，钍的储量就已达到22.42万吨，远景储量为30万吨。按照原包头市稀土研究院院长马鹏起的计算，白云鄂博的钍矿资源可支撑中国能源需求5000年。

　　“如果按照国际通用算法，未来30年核电规模为现在的7倍，那么铀235矿将在40年内用尽，”中国科学院上海应用物理研究所研究员、钍基熔盐反应堆系统项目负责人徐洪杰曾表示。

　　高效。徐光宪的“钍”算盘上清晰可见，钍燃料100吨，可以替代煤2.5亿吨。在鲁比亚看来，这还只是个保守估计。他认为，一吨钍裂变产生的能量抵得上200吨铀，相当于350万吨煤炭。与铀在进入反应堆之前必须经过高浓缩不同，钍是直接可利用的核燃料。鲁比亚表示，只要各国领导者们愿意尝试，他相信钍可以在5年内帮助全世界成功戒掉“铀瘾”。

　　安全。美国航天局前工程师、钍专家柯克。索伦森认为，钍反应堆的安全性令人称奇。他描绘的中国式钍堆的“自救功能”，如果反应堆过热，塞子会熔化，盐会排入一个容器，就可以避免日本福岛核电站那种因电子泵被海啸破坏而引发的连串灾难。

　　“反应堆在大气压力下运转，所以不会发生在日本看到的那种氢气爆炸，也不会有辐射释放出来。”所以不会像三里岛、切尔诺贝利和现在的福岛核电站一样容易失控。

　　便宜。国家能源局于2008年12月11日召开的“钍资源核能利用专家研讨会”上的一组数据显示：据世界核协会报告，现已探明铀储量只够使用50〜80年。逐渐稀缺的铀价格波动很大，2007年中期曾突破每公斤300美元。

　　国际上以每吨13万美元生产成本，作为是否值得开采铀矿的评价标准。徐光宪因此建议国家以每吨1万~ 2万元成本价收购钍作为战略能源储备，既可以解决放射性污染问题，还可以储备二氧化钍，只待日后钍-铀233反应堆技术成熟之时制备燃料。

　　和平。传统铀反应堆产生的核废料中，有大量的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。

　　英媒说，正是因为“不产钚”，上世纪40年代末美国物理学家搁置了钍研究。复旦大学核科学与技术系教授袁竹书告诉《望东方周刊》，商业利益没铀高也是原因之一。同核电技术“捆绑销售”的铀反应堆不同，钍无需高难度提炼，可图捆绑利润低。

　　“罗斯福时刻”到了

　　被英媒发现的核能“中国新大陆”全称“未来先进核裂变能—— 钍基熔盐堆核能系统”，于2011年1月25日作为中科院首批战略性先导科技专项之一启动。

　　目前地壳中钍的探明储量约为铀的3—4倍。在我国钍铀储量之比约为6:1。钍与铀238同为可转换核素，它在被中子轰击后生成易裂变核素U-233。通过增殖途径将钍转换成铀233，将极大地丰富核燃料资源。

　　承担该项目的中国科学院上海应用物理研究所资料显示，该项目经两年酝酿、调研，于2010年9月25日通过专家咨询评议，2010年10月26日实施方案通过论证后，于2011年1月11日开始实施。目标是“通过20年左右，研发第四代的裂变反应堆核能系统——钍基熔盐堆核能系统，所有技术均达到中试水平并拥有全部的知识产权。”

　　徐洪杰将这个钍堆系统形象地比作可以更多、更好燃烧核燃料的炉子。目前最常见的热堆，就好比是一个燃烧率不高的炉子，只烧了最优质的3% ~ 4%的浓缩铀235，留下了大量的“煤渣”，即铀238核废料。

　　为提高燃料利用率，可以钚239作燃料，外围放置铀238。钚239裂变放出快中子，被外围铀238“拦截”化为铀239，后者再衰变成钚239。核燃料越烧越多，快速增殖，此谓快速增殖堆。

　　而钍232的热中子俘获截面比铀238约高3倍，铀233的热中子俘获面比钚239小得多。“转化率高、增殖力强、高毒性放射性核素量少、防止核扩散、化学性质稳定”，徐洪杰总结钍-铀燃料循环的优势时说。

　　熔融状态的氟化盐携带核燃料在常压状态下的“炉子”中燃烧，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，此为熔盐堆的工作原理。

　　钍基熔盐堆最美好前景是：小巧的炉子里，小剂量的钍做核燃料可以稳定运行几十年；燃烧很充分，核废料理论排放量仅为现有技术水平下的1/1000；自主知识产权；而且安全不易泄漏，不会带来生态灾难。

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