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超级生物探测器-第348章

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    后来莫邪在网上相关信息,发现这个消息说的是总部位于剑桥的一个叫transatomicpower的能源公司,其创始人是两名来自于mit麻省理工学院的两名博士。

    这个公司初创与2010年,目前融资大约有673万美元,是一家很小的能源公司。

    而那个所谓的很反应堆,是一种熔盐堆。

    到了这个时候,莫邪才知道,那位学姐是学音乐的,学音乐的啊!所以她不懂物理,甚至是不懂科学。

    那么熔盐堆到底是个什么东西?真的是黑科技吗?

    事实上,熔盐堆并非什么天才搞出来的黑科技,也并非一种成熟的核电堆型,而是上世界60年代就已经提出的,核科学家们已经研究了很多年的第四代先进反应堆中的一种。

    熔盐堆最具代表性的一种堆型,就是很多人听说过的“土堆”,不!正确叫法应该是“钍基熔盐堆”,简称“钍堆”。

    不过,熔盐堆的优点,理论上确实是真的,所以钍堆为的那些优点也是真的。

    所谓熔盐堆,就是指以熔融状液态的盐作为冷却剂的反应堆。

    这里所谓的盐不是指我们吃的氯化钠,主要是指氟化物,而用到的核燃料,则是钍。

    为什么燃料是钍呢?这主要有两个原因。

    其一,钍是一种银白色的金属,放射性十分微弱,基本上对人体健康没有危害,而且钍在自然界中储量丰富,容易开采,成本很低。

    也就是说,燃料安全且极容易获得,燃料成本低,钍的这种特点钍堆成很多核科学们梦寐以求的一种堆型。

    其二,钍能够很好的溶解至氟化盐溶液中,要不熔盐堆没法造了。

    接下来,就要看这种堆是怎样运行的。

    熔盐堆内没有我们平时理解的那种燃料棒,它的燃料就是溶解在冷却剂中的钍。

    而所谓的反应堆堆芯,则要由石墨块构成的中子慢化剂。

    溶解了核燃料的液态氟化盐,通过管道从下部堆芯,在这里发生裂变反应,产生裂变能,然后熔盐从堆芯上部流出来,蒸汽发生器蒸汽发生器带走热量,熔盐冷却后堆芯,再次发生裂变反应。

    这个过程类似于我们人体消耗能量的过程,营养物质燃料溶解在血液内,血液将营养物质带到特定组织堆芯消耗,释放出能量,并带走废物。

    说到废物,这里有人可能会有想法了。

    核反应中也会产生很多废物,有些还是强辐射和中子吸收物,集聚多了会导致反应堆停堆,能不能类似于人体肾脏滤掉血液中的废物,给熔盐堆装上血液透析装置呢?

    这个想法极好,而且工程师们早就想到了。

    由于熔盐堆内核燃料和裂变产物都溶解在熔盐内,所以熔盐堆有专门的“透析”装置,可以在正常运行的时候,将裂变废物提取出来,并添加新的核燃料。

    就这样,理论上熔盐堆无需停堆换料,可以连续运行几十年。

    再说熔盐堆的安全性,这种反应堆堆芯中流动的不是水,而是熔盐,是一种高温低压的液态物,类似于钢水,既然没有高压,也就消除了爆炸的可能。

    那会不会核泄漏呢?也不会!因为核燃料都溶解在熔盐中,即使堆芯出现了破口,溶解了核燃料的熔盐从堆芯中溢出,只会流到堆芯底部的安全槽中。

    而在安全槽中,由于停止裂变反应堆,加上安全槽的散热作用,混合着核燃料的熔盐很快会变成固体,不会向坏境中扩散。

    那溢出的熔盐处理起来是不是很棘手呢?不棘手,而且十分简单。

    溢出的熔盐会留到安全槽中冷却变为固体,因此只要重新让安全槽加热熔盐,熔盐再次熔化,流到反应堆底部的收集槽,通过主泵,就可以再次系统。

    所以熔盐堆这种独特的设计,彻底避免了堆芯熔毁堆芯本来就是熔融状的和核泄漏的风险,而且一旦出现问题,熔盐外泄,就会自动停堆,完全不需要人去干预。

    这还不止,熔盐堆还有一个更安全的设计,在堆芯底部,有一个安全塞,正常运行的时候,这个安全塞隔断堆芯和底部的安全槽的连接管道。

    但是一旦堆芯过热,这个安全塞会自动熔化,熔盐会全部顺着管道流至安全槽里面。

    也就是说,即使你故意想将这个反应堆搞坏也没有可能,安全塞的存在就像保险丝一样,保证堆芯只要稍微过热,它便会自动熔化,连同堆芯和安全槽堆芯的熔盐留出来,掏空堆芯,终止核反应,任谁也挡不住。

第三百七十九章千里之行() 
安全是熔盐堆最大的有点,但是,熔盐堆还有更吸引人的优点,就是能量{''lā}

    钍在裂变过程中,会裂变成更多的碎片,这意味着裂变过程中会产生多更的能量,能量效率远远高于现有的反应堆,而且裂变产物大部分是轻核。

    由于放射性轻核的半衰期更短,这意味着放射性废物的处理将变得更加容易。

    放射性废物的储藏时间,由目前的几万年,将缩短至数百年。

    同时,上面提过,熔盐堆有“血液透析”系统,因此裂变废物会及时从熔盐中在线萃取出来,不会干扰堆芯的运行,这可以保证加入熔盐的钍,99%以上都能够在裂变反应中消耗掉,而现有反应堆,铀235利用率仅仅百分之几。

    说了这么多,有人要问了,这么好的东西,怎么不见人使用呢?吹牛吧?

    事实上,事物都有两面性,就和聚变能一样,理论上优点几天几夜说不完,但是这么多年来,聚变能也没有什么令人可期的进展。

    同样,熔盐堆的固有的缺点,也使得它目前不能被广泛应用。

    首先是熔盐的腐蚀性,氟化物是一种腐蚀性很大的物质,对金属管线的腐蚀性极大,而加热后,氟化物腐蚀性就更大了,这对反应堆材料是一个极大的挑战。

    其次是熔盐状态的控制,要维持反应堆的运行,就要保证熔盐的流动性,也就要始终保持整个回路时刻处于高温状态,如果系统设计太复杂,这就很难实现了。

    而且,如果由于故障导致部分管道温度降低,熔盐固化堵塞管道,堆芯就会因热量无法传导出去,过热而停堆。

    虽然没有什么风险,但是在工业上,谁能忍受一台经常趴窝的发电设备?

    当然,相比安全性能和发电功率来说,各种缺点都是可以忍受的,所以莫邪才会选择这种反应堆来建造。

    而这种反应堆的建造技术,并不是多么高端,但是,也不是多么简单,主要还是建造材料和合理的设计。

    这一方面其实英国人已经落后了,反而是美国人走在了前列,而且这种反应堆,最早也是美国人提出来了。

    熔盐堆最早在上世纪60年代提出来的,美国的橡树岭国家实验室在65年,完成了世界第一台熔盐堆的建造和运行。

    今天美国的熔盐堆的概念,也是在橡树岭国家实验室的试验堆基础上提出来的。

    而刚开始提到的那家能源公司,他们很可能只是将熔盐堆这个古老的概念,进行了一次现代化包装,以便进行融资,然后再进行深入研究。

    至于我国,在熔盐堆领域,中科院很多年前就开始了研究,并取得了很多成果。

    而且,中科院已计划未来十年内,建造我国首座熔盐堆。

    相比西方国家主要靠企业融资进行研究,我国核能研究都是以国家力量为支撑的,一定程度上核能研究也体现着国家意志。

    值得一提的是,经过几十年来不间断的潜心研究,近几年来,我国在核能研究上成果频现,第四代核电技术早已领先世界,未来的能源革命,极有可能在我国萌芽,并由我国主导。

    也是有了这么多积累,莫邪才会那么有信心建造这种反应堆。

    当然,第一次建造,莫邪只能是积累经验,现在外部主体建筑已经完成,只要了足够的钍和制造好的中子慢化剂,就可以启动反应堆。

    而这个过程对于别人来说可能不简单,但是对于莫邪来说,却完全没有难度。

    首先是钍的提取,这个最近莫邪就得到了一些,虽然不多,但也足够最近使用的了。

    钍是一种放射性金属元素,带钢灰色光泽,质地柔软,化学性质较活泼。

    钍一般用来制造合金以提高金属强度;灼烧二氧化钍会发出强烈的白光,因此曾经做煤气灯的白热纱罩。

    钍衰变所储藏的能量,比铀、煤、石油和其他燃料总和还要多许多,而且钍的含量也要比铀多得多,所以钍是一种极有前途的能源。

    钍还是制造高级透镜的常用原料,用中子轰击钍可以得到核燃料——铀233。

    而钍广泛分布在地壳中,是一种前景十分可观的能源材料,而这种原材料,莫邪村子北面的稀土矿中,就有一些。

    一般,钍以化合物的形式存在于矿物内例如独居石和钍石,通常与稀土金属连系在一起,所以莫邪才能幸运的提取到一些。

    天然钍矿在自然界中存量不少,并不像铀矿那么难的,因为独居石是稀土金属矿的主要矿物之一,常含钍、锆等。

    因为独居石在紫外光照射下发鲜绿色荧光,所以很容易辨认。

    当然,也因为含铀、钍、镭,故具有放射性。

    但是它主要产于伟晶岩、花岗岩及其与之有关的期后矿床中,所以提取也不是那么容易。

    而对于莫邪来说,这一点反而恰恰不是问题,同时,他在提取钍矿的时候,还能得到稀有矿产。

    这完全是因为独居石的共生矿物不少,其中包括氟碳铈矿、磷钇矿、锂辉石、锆石、绿柱石、磷灰石、金红石、钛铁矿、萤石、重晶石或铌铁矿等。

    当然,提取了钍出来还不算完,还需要把钍溶解在冷却剂之中,因为熔盐堆的反应材料是溶解在冷却剂中的钍。

  
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