甘肃钍基熔盐核反应堆取暖是真的吗？效果怎样？ 第1页

先说结论：核电站虽然本质上是烧水，但一般不会把烧热的水直接输送出去供暖。因为居民区一般距离核电站比较远，这么长的输水管路热量损失太多，效率太低。通常还是会直接在核电厂将热能转换成电能后，再供给居民使用，剩下的反应堆余热倒是可以考虑供暖。

经评论区提醒，目前山东海阳和浙江海盐都有小规模应用核能供暖，均是使用反应堆余热。但目前来看，甘肃的钍基熔盐堆没有这个计划，毕竟这个堆的功率还是有点小。

尽可能简要介绍一下甘肃的钍基熔盐堆吧：

一、整体情况

钍基熔盐核反应堆是我国第四代先进核能系统的6种候选之一（目前运行的压水堆都属于第三代）。

甘肃这个目前还是属于实验性质的商用反应堆，功率不大，只有2000kW左右，大概也就够1000户家庭用。

二、什么是钍基

我们知道一般反应堆都是使用铀和钚作为燃料，钍基熔盐堆不一样，主要是使用钍元素作为燃料。

为什么要用钍呢，主要是因为我国是贫铀国，但钍资源丰富，高居世界第二。钍自身虽然很难发生核裂变，但钍的质量数是232，在反应堆里吸收一个中子后变成钍233，再发生β衰变后变成铀233，而铀233就很容易发生裂变了。

所以钍基反应堆本质上还是在烧铀，只不过铀都是由钍转换的，实属是“废物利用”了。

三、什么叫熔盐

一般反应堆堆芯燃料都是固态的，会做成燃料棒的形式。但钍基熔岩堆的堆芯燃料是液态的，是溶解于氟盐中的钍铀混合物。因为氟盐熔点大概550℃，但反应堆工作环境大概700℃，所以整个堆芯是熔融的状态，你可以想象成流动的岩浆。

然后这个熔盐吧，它既是核反应的燃料，又是传热的介质、冷却剂。简单来说就是：熔盐在反应堆容器里面循环流动，在堆芯发生核反应升温之后，再沿着管道流到热交换器；熔盐在热交换器中把热量传出去；再回流到堆芯发生核反应重新加热。

四、钍基熔盐堆的优点

①首先这个钍就是好东西，一个是储量丰富，一个是发生核反应后产生的放射性废物半衰期短，污染少。

②钍基熔盐堆更安全，由于里面燃料是液体状态的。当熔盐堆内熔盐温度超过预定值时，设在底部的冷冻塞将自动熔化，携带核燃料的熔盐随即全部流入应急储存罐，核反应自动就会终止。

③由于其固有安全性，不需要储备大量的水用于反应堆发生事故时的降温，所以钍基熔盐堆完全可以建在内陆。

………

总之就是优点很多，但目前这个技术也还有不少问题需要解决，最主要的就是材料问题，所以目前还处于试验堆阶段。想要真正大规模应用，还有比较长的路要走。

再补充一点第四代核反应堆目前的一些应用情况。对于四代堆，我的了解也不是特别深入，如果有说得不对的地方，也麻烦指点。

第四代核反应堆最早是在1996年召开的美国核学会年会上提出的；2000年，选择了6种最有希望的第四代核反应堆概念，分别是：钠冷快堆、铅冷快堆、气冷快堆、超常高温堆、超临界水冷堆、熔盐堆。

我国其实对里面的好几种反应堆都有研究，比如清华大学牵头研究的石岛湾高温气冷堆、中国原子能院牵头研究的钠冷快堆，还有就是本篇回答里提到的，上海应用物理研究所牵头研究的钍基熔盐堆。

钍基熔盐堆的优势说了很多，那是什么原因导致它现在还无法大规模商用呢？主要瓶颈还是在材料上（包括结构材料和功能材料），相对于第三代反应堆，钍基熔盐堆对材料的要求更为严苛。

我们先看第三代反应堆，也就是现在大规模商用的压水堆。压水堆的堆芯燃料是燃料棒组件的形式，如下图所示。先是铀混合物粉末烧结的二氧化铀陶瓷芯块，然后把多个芯块装入锆合金包壳（锆合金热中子吸收截面低、强度和耐蚀性好）内，封口形成燃料棒，多个燃料棒形成组件。

这意味着两点：1、核燃料以及裂变产物这些放射性比较强的物质都是包在锆合金包壳里，通常不会外溢，核燃料组件外面又是流动着辐射屏蔽性好的水，所以核燃料及裂变产物对反应堆容器放射性损伤较少；2、反应堆燃料棒是会定期更换的，对锆合金包壳的使用寿命要求较小。

我们就简单看看钍基熔盐堆对结构材料有哪些要求：

1、抗化学腐蚀性能。钍基熔盐堆运行温度高，压水堆内流体工作温度大概300℃，钍基熔盐堆700℃左右。温度越高，化学反应速率越快，况且氟盐腐蚀性本来就比水强。长期稳定在700℃高温熔盐下工作，对材料是个非常大的挑战。

2、抗中子辐照损伤性能。刚刚说到压水堆核燃料和裂变产物都容纳在包壳里，但钍基熔盐堆的核燃料和裂变产物都直接溶解在熔盐里，与结构材料直接接触。钍基熔盐堆内结构材料受到的辐照比压水堆强得多，会给材料带来严重的辐照损伤。

光这两条，就对材料提出了严格的要求。更要命的是，考虑到经济性，反应堆的商业运行，对使用寿命是有要求的。目前压水堆设计寿命一般是60年，这60年，燃料棒可以不停换。钍基材料工程材料面临的环境比燃料棒更严峻，但结构件不可能像燃料棒一样勤换吧？所以商业化反应堆对材料的要求比试验堆就要严苛多了，毕竟如果寿命太短，赚不到钱，也没有商业化的必要了吧？

这还只是工程结构材料面临的难题，还有更多其他功能材料，也是问题多多，这里也不多讲了。

总而言之，第四代反应堆的设计原理其实都相对成熟了，很多堆型构想许多年就完成了，但要真正实现大规模商用，在材料上的研究还有很长的路要走。

以上是我个人的一些浅见，如有错漏之处，还请批评指正。