钍 用铀产核的时代是否可以翻篇儿了?
wujiai
|虽然用铀生产核电成本较低,但核废料和安全却存在巨大隐患。 如果能有一种替代能源可以取代核能,用来发电,而又不会产生大量放射性废物,那就完美了。 一旦发生地震,可以自动停止核裂变。
这种物质存在于地球上,它就是钍。
安全清洁的核能材料
钍,元素周期表中的原子序数90,是一种银白色的放射性金属,长时间暴露在大气中会逐渐变成灰色。 质地柔软,可锻造。 它通常用于制造合金以增加金属的强度。 是制作高端镜片的常用原材料。 但更重要的是,地球上钍储存的能量远远超过铀、煤、石油和其他燃料的总和。
钍金属存在于世界各地的河沙、土壤或花岗岩中。 一吨钍可以提供相当于200吨铀或350万吨煤的能源,而世界上已知的钍储量可以为世界提供至少一万年的能源支持。 与铀相比,钍是一种更好的核能材料。
与铀相比,钍的主要优点是:第一,地壳表面的钍为钍232,几乎不含钍的其他同位素,原料提取十分方便。 其次,自然界中的钍主要存在于独居石中,独居石易于开采,而且比铀矿丰富得多。 据计算,天然铀中的铀235仅够人类使用几十年。 除非我们现在开始投资增殖反应堆,将占天然铀99%以上的非裂变铀238转化为裂变材料钚239,否则天然铀的使用寿命是可以延长的。 钍的估计储量是铀的3至4倍。 第三,钍在核反应中可以更充分地释放能量。 有数据显示,一吨钍裂变产生的能量相当于200吨铀。 研究还发现,利用钍发电产生的放射性废物仅为传统核电站的0.6%。 有毒放射性废物已经大大减少,而且这些核废物的储存时间也比较短,其后续毒性已经很低。 与使用铀的反应堆不同,一些核废料的放射性可以持续一万年以上。
与铀相比,钍必须用中子轰击才能促进裂变过程。 如果发生地震,就不会发生连锁反应,光子束被切断的那一刻,核裂变就会停止。 钍基熔盐反应堆是更安全的选择。 如果发生地震,炉内温度升高,底部的冻结塞就会自动融化,携带核燃料的熔盐全部流入应急储罐,核反应就会终止。 由于冷却剂是氟化盐,冷却后变成固体盐,这使得核燃料既不易泄漏,也不易与地下水相互作用造成生态灾难。 同时,也使得新一代反应堆的选址更加灵活。 它可以建在地下数十米深处,也可以在荒野中工作。 可以完全隔离射线,防止敌方武器攻击。
被遗漏的核能原材料
关于钍基核电站的最新进展,印度原子能委员会主席辛哈日前透露,印度已经掌握了钍的应用技术,很快将开始建造钍基核反应堆。
事实上,美国历史上曾建造过钍基核电站。 早在20世纪50年代,美国就启动了相关研究,并于1954年在宾夕法尼亚州建成了世界上第一座钍基工业核电站。这座核电站名为西平波特,验证了使用钍作为核燃料驱动核电站的可行性。反应堆。 讽刺的是,在强调“安全”的核电工业中,钍并没有像铀那样大规模使用,因为它无法建造核武器。 美国人最终选择了铀,因为美国希望核能研究能够与核武器挂钩,而这正是钍的弱点。
在中国,钍基核电技术也在快速发展。 有专家认为,2002年首次投入运行的秦山三期核电站重水堆采用了相对成熟的钍燃料技术。 作为中科院首批启动的战略性先导科技项目之一,“未来先进核裂变能源——钍基熔盐堆核能系统”项目于2011年正式启动,其目标是开发新一代核能系统,各项技术达到中试水平,拥有全部知识产权。 预计安全的核电站可以建在大城市附近甚至离你自己的社区不远的地下。
应低价储备的资源
世界上最常见的含钍矿物是独居石。 钍资源大多与稀土矿、铀矿共生,因此独居石的储量可以反映钍的储量。 截至2000年,世界独居石产量约为78万吨。 独居石的主要生产国有:澳大利亚、印度、巴西、马来西亚、南非、泰国、中国等,这些国家的独居石产量占世界独居石总产量的90%以上。 钍资源最多的前七位国家是巴西、土耳其、加拿大、美国、印度、埃及和挪威。 这7个国家的资源量占世界已探明资源总量的80%以上,其中巴西是最大的。 钍资源国约占世界探明总资源量的1/3,其次是土耳其(约20%)、加拿大(约10%)和美国(约9%)。
据2001年报告,世界钍探明储量和远景储量分别约为213万吨和223万吨。 2006年的数据显示,全球钍资源预测远景储量已达450万吨。
2008年,美国钍探明储量已飙升至约40万吨,土耳其为34.4万吨,印度为31.9万吨。 我国钍资源较为丰富。 据不完全统计,已有20多个省区发现了数量可观的钍资源。 2011年,全球探明钍资源量为261万吨。
我国钍资源丰富。 钍的工业矿物主要是来自广东、海南、湖南等地的独居石钍,其次是磷钇矿。
20世纪70年代,中国独居石产量最高达到每年2000吨左右。 后来由于海边沙矿迅速减少,每年产量只有1000吨左右,每年还要进口1000~2000吨。 自法国因环境问题停止加工独居石以来,中国迅速成为全球钍产品的主要供应国。 由于国内独居石资源迅速减少,产量急剧下降,2000年进口独居石约2000吨。2005年,我国探明钍工业总储量为28.6万吨,其中内陆包头白云鄂博矿区蒙古国储量约为22万吨,占总储量的77.3%。 主要和东部矿区为氟碳铈矿和独居石。 主要是混合矿物。 据专家统计,被视为“环境负担”的白云鄂博钍矿可以支撑中国5000年的能源需求。
目前,美国和日本都将钍、铀、钚以及钷以外的16种稀土元素指定为战略元素,并法律规定国家必须有一定数量的储备。 中国目前还没有类似的规定。 有专家建议,应将部分外汇储备用于购买一些战略要素作为国家储备。








