钍反应堆 40年之后：科学家重启钍盐反应堆实验

荷兰核研究与咨询集团的科学家们正在回顾20世纪70年代的研究课题，以满足未来的能源需求。1976年，NGR团队对钍熔盐反应堆技术进行了实验，预计这将带来更清洁、更安全的核反应堆，并提供全球能源供应。在追求低碳的全球政治压力下，核能似乎是一个理想的选择。核反应堆有可靠的可靠性记录，其在建造和生命周期中的碳排放低于风能和太阳能设施。

上图是20世纪70年代第一次钍盐反应堆实验

然而，核能有四个主要缺点:

首先反应所需的铀太稀缺，制备成本相当高。

其次，生产核燃料的技术也可以用来制造武器。

第三，旧核反应堆的设计面临灾难性崩溃的危险。

第四，没有人能给出一个所有人都能接受的长期核废料处理策略。

纯度极高的钍盐小心翼翼地放在专用坩埚中。

克服这些问题的方法之一是用不同的裂变材料代替传统的铀或钚。从20世纪40年代开始，最吸引人的选择是钍。

与铀不同的是，钍储量丰富且广泛，不需要像制造浓缩铀那样操心，也不容易转而制造炸弹。此外，钍反应堆具有天然的安全设计，如果反应失控，可以轻松关闭。

钍反应堆中的放射性废物寿命相对较短——它可以在几个世纪内变得无害。

在Petten试验堆中，带电粒子的运动速度比光速还快。

如果你把足够多的铀堆在一起，它的中子辐射就足以推动链式反应。在这个过程中，铀原子可以自我维持核裂变。

但是钍反应堆最大的障碍是很难达到其临界质量。因此，钍燃料必须与铀混合，或者使用其他外部中子源来启动反应过程。

一位NRG科学家正准备将钍放入佩滕反应堆进行测试。

从20世纪60年代到1976年，橡树岭国家实验室进行了将氟化钍溶解在熔盐中的实验。

虽然结果很有希望，但这种方法被放弃了。此后，中国、印度、印度尼西亚等国家进行了钍反应堆实验，也考虑使用熔盐作为燃料。但直到NRG接过接力棒，橡树岭国家实验室的方法才被重新激活。

上图是定制的测试设备，中心是钍盐。

在欧盟实验室联合研究中心，NRG将分多个阶段进行盐辐照实验，以便将钍熔盐反应堆升级到商业规模。

据游说团体钍能源世界称，实验的第一阶段侧重于去除钍燃料在其生命周期中产生的贵金属。

一旦这个目标实现，他们的下一步将是确定用于建造TSRM反应堆的普通材料有多好。它必须能够承受腐蚀性的高温盐混合物，或者找到其他方法来降低维护和运行成本。

这可能包括一种叫做哈氏合金的耐腐蚀镍基合金，或钛锆钼合金。他们的最终目标是建造一个模块化、可扩展的TMSR反应堆，以满足当地的能源需求并提供24小时供电。

因为熔盐的使用意味着可以在反应还在进行时加入燃料，从而大大减少了停工时间。