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美国实验室取得技术突破,熔盐反应堆距离落地更近一步 受地缘政治、经济与物资调配

美国实验室取得技术突破,熔盐反应堆距离落地更近一步

受地缘政治、经济与物资调配多重难题冲击,全球能源格局正以前所未有的速度、朝着更为复杂的方向变革。为应对气候变化,全球能源体系本就在经历重大转型,如今人工智能产业蓬勃发展、美伊及以色列引发的能源危机持续发酵,一系列突发的核心因素进一步左右着能源发展走向。

要在保障能源安全、坚持脱碳目标的前提下,满足全球暴涨的能源需求,既需要清洁能源领域实现重大技术革新,也需要各国加大现有可再生能源技术的推广力度。能源三重困境(能源安全、普惠可及、低碳可持续)日益紧迫,重塑了全球能源发展优先级,让核能重回大众视野。核能作为成熟可靠、全天候稳定供能的零碳排放能源,再次备受瞩目。

但核能自身仍存在显著短板,阻碍着行业全面复兴。一方面,传统核反应堆前期建设成本高昂,审批周期漫长;另一方面,核废料处置问题悬而未决。目前全球尚无一处永久性核废料储存设施,仅芬兰有望率先建成并投用。此外,核电站冷却系统耗水量巨大,而水资源本就有限且日益稀缺;最后,核安全风险、公众对堆芯熔毁事故的担忧,也是一大阻碍。

全球科研人员正全力研发新一代核反应堆技术,试图破解上述难题,助力核能在迫切需求下实现复兴。 熔盐反应堆(MSR)是最具潜力的前沿技术之一,其创新设计有望同步解决上述多项痛点,未来或将主导全球核能产业。

熔盐反应堆不以水作为冷却剂,而是采用熔融氟盐或氯盐。这套系统能效极高且结构封闭。美国能源部介绍:“相较于其他类型反应堆,熔盐反应堆燃料消耗量更低,产生的放射性废料半衰期更短。该技术可实现在线燃料处理,无需长时间停机换料,即可清除废料、加注新燃料,有望大幅改善核能发电的安全水平与经济效益。”

凭借相较于传统反应堆的核心优势,熔盐反应堆正获得越来越多的国际关注。其所用材料与高效循环设计,能够提升安全性、节约水资源、降低运营成本、减少高放射性核废料排放。不过该技术目前仍处于研发设计阶段,尚未验证商业化可行性与规模化应用能力。

而美国一处实验室近期取得关键突破,让熔盐反应堆向能源市场落地迈进了一大步。田纳西州橡树岭国家实验室(ORNL)的研究人员,成功采集到熔盐在反应堆内部运行状态的关键实测数据。团队借助先进实验方法,精准测量熔盐的传热与流动规律,将该项技术的理论研究推向更精密、更贴合实际应用的层面。

导热系数、黏度等可靠实验数据缺失,一直是熔盐反应堆研发的核心短板。科技媒体《趣味工程》上周早些时候报道:“数据匮乏限制了反应堆设计优化,也阻碍了监管审批进程。” 因此,橡树岭国家实验室的这项研究成果,将助力后续熔盐反应堆的设计优化与模型搭建。