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头条新能源

钍基熔盐堆TMSR-500在甘肃武威满功率运行:中国第四代核能技术进入商业化验证阶段

中国科学院上海应用物理研究所主导的钍基熔盐堆TMSR-500在甘肃武威实现满功率连续运行100天,标志着第四代核能技术从实验堆向商用堆的关键跨越。

钍基熔盐堆TMSR-500在甘肃武威满功率运行:中国第四代核能技术进入商业化验证阶段

2028年7月25日,中国科学院上海应用物理研究所宣布,位于甘肃武威的钍基熔盐堆TMSR-500实现满功率(500MW热功率)连续运行100天,达到设计指标。这是全球首个达到商用功率等级的钍基熔盐反应堆,标志着第四代核能技术从实验阶段进入商业化验证阶段。

TMSR-500使用液态氟化钍燃料作为核燃料,以石墨作为慢化剂,熔融盐在堆芯和热交换器之间循环。与传统铀燃料反应堆相比,钍基堆的固有安全特性更为突出:一旦温度异常升高,燃料盐的负温度反应性系数会自动降低反应速率;如果发生极端事故,堆芯底部的冻结塞会熔化,燃料盐自动流入安全储存容器,无需人工干预或外部电源。

上海应物所TMSR项目首席科学家徐洪杰说:「钍基熔盐堆的安全性不是靠复杂的工程安全系统保证的,而是由物理原理本身决定的。这是它与传统核电站最根本的区别。」

钍资源的丰富性是该技术路线的另一大优势。中国的钍储量约为30万吨,按TMSR-500的消耗速率计算,仅中国已探明的钍资源就足以支撑全国电力需求超过1000年。钍燃料的另一个特点是废料中的长寿命放射性核素含量远低于铀燃料乏燃料,高放废物量约为传统压水堆的千分之一。

TMSR-500的度电成本目前约为0.35元人民币,高于风电和光伏的0.15-0.25元,但低于海上核电和传统核电的0.40-0.50元。中科院表示,随着技术成熟度提高和规模效应显现,预计到2032年TMSR的度电成本可降至0.20元以下,届时将具备全面商业竞争力。

该项目也面临挑战。熔盐对管道材料的腐蚀问题虽然在TMSR-500中得到了控制(使用哈氏合金N),但长期运行(20年以上)的材料可靠性仍需更多数据验证。此外,钍燃料循环的后处理技术——特别是从乏燃料盐中提取可裂变材料铀-233——在工程规模上尚未完全验证。