熔盐堆技术关键
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发布时间：2024-10-24 02:40
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时间：2024-10-29 19:34
熔盐堆技术是一种备受关注的核能解决方案，其典型代表是MSFR，由Alvin Weinberg提出，他在美国橡树岭国家实验室进行研究。在这个实验中，研究了两种关键概念：一是“双流”反应堆，其核心是利用钍燃料循环产生的铀233，二是通过设计慢化棒来稳定堆芯和增殖层的中子密度。早期的挑战包括管道材料选择，如钢镍合金易被腐蚀，石墨脆性等问题，但橡树岭团队通过改良哈斯特洛合金-N解决了腐蚀问题。
Weinberg团队的优势包括：熔盐堆在高温和强辐射环境下稳定，氟盐可有效稳定嬗变产物；无需高压蒸汽，降低了安全风险和成本；使用低能中子，安全性优于快中子增殖堆；高温运行提高了效率，减少了废弃物和成本。此外，熔盐堆的规模可灵活调整，便于建设分布式小型反应堆。
尽管存在技术挑战，如钍燃料循环可能导致核武器材料的潜在风险，以及氟盐可能与水反应生成腐蚀性物质，但熔盐堆的在线后处理技术可以连续处理燃料，减少放射性废物。例如，MSRE已经证明了在650℃的稳定运行，证明了熔盐堆的先进性。
然而，商业化部署面临燃料制备利益冲突，以及对锂盐处理以防止氚生成的挑战。设计上的难题如石墨更换周期短和腐蚀问题，需要创新解决方案。尽管有这些挑战，熔盐堆的经济和社会优势，如高效能和低社会成本，使其在能源领域具有前景。
熔盐燃料与冷却固态燃料反应堆有显著区别，如熔盐反应堆系统（MSCR）在第四代核能系统中占有重要地位。虽然初期遭遇燃料处理难题，但其高温、低压冷却剂和安全性优势使其具有吸引力。未来研究集中在小型热交换器和更高级的材料耐受性上。
选择熔盐时，氟盐因其低辐射性、较小的中子吸收截面和更好的慢化效果受到青睐。尽管存在如铍的毒性问题，但FLiBe熔盐因其共熔性和高效能而被优先考虑。熔盐的提纯和再处理是关键，需要高度纯净并持续控制杂质，以确保系统的稳定和安全性。
