电力问题一直是困扰各个国家经济发展和人们生活的头等大事,现在社会的各个方面基本上每分每秒都离不开电力。其实 我国在电力供应方面已经做的非常不错了 ,除了在夏季用电高峰个别地区会出现电力供应紧张问题。
那人类到底能不能拥有一种「终极能源」解决方案, 既便宜、又低碳,而且在地球上的储量接近无限?
说到这儿,你可能会想到受控核聚变发电技术。这项技术确实堪称人类在能源领域的终极解决方案, 但是它的难度太大了 。我们这代人,在有生之年能不能用上核聚变发的电,这件事还说不好。
其实除了核聚变,还有另外一项发电的黑科技,非常接近这个终极理想。叫做「钍反应堆」技术。
这里的钍,是元素周期表中第90号元素。目前我国在甘肃武威启动了钍反应堆的试运行,这是世界上第一个「 钍反应堆」的商业化试运行项目 。
你知道,过去的核电站主要是采用铀或者钚这两种元素进行发电的。其实,钍元素发电的物理过程,跟另外两种元素一样,都是通过原子核的裂变产生能量。只不过,钍元素的裂变过程要多一步,就是钍原子需要首先吸收中子变成铀233原子,然后再裂变释放能量。
你可能会问了,既然钍元素需要先变成铀元素再进行裂变,为什么不直接用铀元素就好了?用钍来做核原料有什么优势呢?
第一个优势,是钍元素的储量非常丰富。
根据目前探明的情况来看,它的储量大概是铀元素的4倍左右。这意味着使用钍元素来发电,足够全人类使用几千年。另外很重要的是,钍元素在我国的储量非常丰富,因为这种元素通常是和稀土元素混合在一起被开采出来的。
以前,因为钍元素在工业上没有什么用处,通常被当做稀土开采过程中的废物处理掉。
第二个优势,是钍反应堆更加安全和清洁。
提起核电站,我们会容易担心它的安全和污染问题,比如福岛核电站到现在还在产生新的核废水。但是钍元素就没有这些问题。钍反应堆产生的废料是一种固体的结晶盐,经过处理之后可以循环使用或者掩埋,对于环境的影响非常小。
第三个优势,是钍反应堆的发电效率更高。
这种反应堆使用了融化状态的盐来进行发电,它的内部温度可以达到几百摄氏度,这种温度下的发电效率可以达到50%,比以往的核电站要高很多。
第四个优势,是这种钍反应堆发电,对于环境的适应性非常强。
传统的核电站由于散热冷却,需要建设在像是大河或者海边这样水资源丰富的地区。这一方面提高了核电站建设的用地成本,限制了能够使用核电的地区,同时也带来了水资源污染的风险。
而钍反应堆由于特殊的结构设计,对于建设地点就没有这么严格的要求,甚至有些钍反应堆还可以建设在地底下,最大限度降低了核电站对周围环境的影响。
我国在钍反应堆上的技术走在了世界的最前沿。我国甘肃武威的这座钍反应堆,是世界上第一个商用级别的钍基熔盐堆。
这座反应堆将首先为大概1000户人家提供电力。比起还很遥远的受控核聚变发电技术来说,钍反应堆可能是在我们有生之年就能够实现的能源革命。