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小型釷反應堆:五年內可取代鈾燃料?

來源:中國能源報 發布日期:2010-09-16

      釷可以作為核原料人人都知道,但釷裂變的潛力到底有多大?一噸釷裂變產生的能量抵得上200噸鈾,更是與350萬噸煤炭相當。英國《每日郵報》報道,日前,諾貝爾獎獲得者、歐洲粒子物理研究所前主任意大利人魯比亞表示,只要各國領導者們愿意嘗試,他相信釷可以在5年內幫助全世界成功戒掉“鈾癮”。
 
      相對于目前全世界核電廠廣泛使用的鈾而言,釷的優勢體現在很多方面。它不僅儲量更為豐富,而且能含量更高。此外,釷還是一種更為高效的燃料源,這體現在鈾在進入反應堆之前必須經過高濃縮,但所有的釷都是直接可利用的核燃料。《每日郵報》援引魯比亞的話說,釷可以作為下一代核電廠中的能量放大器。能量放大器是由粒子加速器驅動的系統,它使用粒子加速器生產質子束,隨后讓質子束撞擊重金屬,產生大量中子。魯比亞表示,釷將是核電廠挑選撞擊重金屬時很好的選擇,因為它每吸收一個中子后,會釋放更多的中子,這一產出比率在所有重金屬中很具吸引力。此外,釷原子核會吸收多余的中子,變成鈾233,一種自然界中不存在的可裂變同位素。鈾233裂變產生的能量不僅可以驅動粒子加速器,還可以幫助核電廠發電。由于產出比率極高,魯比亞相信,一個拳頭大小的釷金屬塊就能夠供整個倫敦使用1星期。

      《每日郵報》指出,雖然這種技術仍需更多實踐的檢驗,但它的前景如此光明,來自挪威的油服公司Aker Solutions已經買下了魯比亞的釷燃料利用專利,目前正在設計質子加速器。公司共將斥資18億美元進行項目研發。預期的研究成果將是一系列小型、連成網絡的地下釷核反應堆,每個反應堆的發電能力為60萬千瓦。由于體積微小,它將不需要一般核電廠必備的巨大安全保障設備。

      在經歷了近30年的偃旗息鼓之后,目前核電正經歷復興。以美國為例,2005年頒布的能源法案中,就包含20億美元新建6座核電廠的條款。而奧巴馬也于去年2月宣布,將為新核電廠提供83億美元的貸款。然而核電廠需要燃料,這也就意味著必須建造具有爭議的采鈾礦。釷的儲量如此豐富,以至于它都快成為了人見人嫌的東西。通常在開采稀土金屬時,釷都會被當作是廢品處理。同時,釷還能解決核擴散問題,因為使用釷的核電廠只會產生極少量钚。《每日電訊報》甚至將釷燃料利用與第二次世界大戰時原子彈的研發相提并論,稱奧巴馬現在像當年的羅斯福一樣,面臨著決策時刻。當年羅斯福啟動了原子彈制造計劃,而能否讓釷成為核電廠的主流燃料則是當今世界領導人面臨的“羅斯福時刻”。

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