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第四代核电钍基熔盐堆和未来黑科技钍基新能源电池

所属分类:行业动态    发布时间: 2022-11-28    作者:admin
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新一代的东西总是容易被青睐,一路走来看看新一代电解液添加剂LiFSIVC,永太科技快十倍了,新VC标的富祥药业很快翻倍,世龙实业华邦健康因氯化亚砜很快翻倍。爱康科技我首贴吹的,因为异质结电池即将投入实用很快两倍。第三代半导体当初也是很快两倍。比比皆是!

下面要介绍的是这个第四代核电,以及涉及的钍基电池在新能源汽车的应用。

一、世界首座第四代核能技术的钍基熔盐堆,将在9月份进行测试。极具行业意义!

已开始测试,说明大规模应用一触即发!

该反应堆建在中国甘肃省武威市附近,功率不大,能为约1000住户提供电能。若测试结果良好,中国将启动为10万居民提供电力的同类反应堆建造计划。

相比铀反应堆,钍基熔盐堆有几大优势:

    ..是安全,当反应堆内温度超过预定值时,设在底部的冷冻塞会自动熔化,携带核燃料的熔盐全部流入应急储存罐,核反应立即终止。作为冷却剂的氟化盐在冷却后就变成了“一块大盐巴”,既不容易泄露,也不会污染地下水。而且钍基熔盐堆能稳定运行几十年,经过充分燃烧后,理论上其产生的核废料仅为现有技术的千分之一。

第二是对环境要求低,反应堆的冷却剂是复合型氟化盐——这意味着核电站不再需要消耗大量的水资源,不像铀反应堆那样需要大量的水进行冷却,这样一来,钍基熔盐堆可以避开沿海地区,建立在偏远的沙漠。

第三是资源丰富,自然界中钍的储量要比铀丰富得多。而中国的蕴藏量远高于世界其他地方。

该项技术中国率先取得突破,距离彻底摆脱能源对外依赖的日子,已经越来越近了。

钍基熔盐堆是目前技术理论背景下的.高级.优方案。试想一下以后核电站建在大西北沙漠,不再需要建设在沿海要水的地方,沿海人多密度大,终归是不太安全,福岛事故就说明了这一点。建在沙漠偏远处通过特高压传输电能就好了。多吊!










几十年来,核工程师一直在探索反应堆中放射性燃料(.大的零碳电源)新的配方、形式和尺寸。

现在反应堆中的大部分燃料是浓缩铀。而在未来,可能会使用另一种非常有前途的元素——钍。

美国能源部(DOE)爱达荷州国家实验室(INL)和德克萨斯A&M核工程科学中心与清洁核芯钍能源(CCTE)展开合作,制造出了一种新型核燃料,称为“用于丰富生活的先进核能源”(Advanced Nuclear Energy for Enriched Life,简称ANEEL)

在钍和铀的各种比较中,特别是“高含量低浓缩铀”(HALEU)ANEEL燃料可以解决困扰核能的几个问题:成本、扩散和废料。

另外,这种在美国生产的燃料,可以出口到世界其他的新兴核能市场。

在过去的几年里,气候科学家们越来越一致地认为,核能对于减轻全球变暖.严重的影响至关重要。

2. CANDUPHWR

美国各州正在从可再生能源转向技术中立的清洁能源标准,其中就包括核能。

在发展中国家,这种需求显得更加紧迫。因为大多数发展中国家没有安装天然气、风能或太阳能的基础设施。此外,许多地方即使考虑水电站,也没有足够的地形和河流流量进行发电。所以只能考虑煤电或是核电。

如果真的关心环境的话,那.好是核能。

因此,开发新核能技术,特别是先进核燃料,对这一部署至关重要。

ANEEL核燃料可以用于传统的沸水反应堆和压水反应堆,但当应用在重水堆,如坎杜(CANDU)和加压重水反应堆(PHWR)时,优势就更加明显。更重要的是,它可以快速开发和部署。

CCTE计划在2024年将这项技术推向市场。

“今天,世界上的新兴国家及其公民,一直渴望获得推动国家进步和繁荣的电力,他们需要一个充足且不间断的电源,同时.好是清洁的。为实现这个目标,就必须解决多个关键性问题——成本、效率和可持续性。随着时间流逝,面对日益加剧的气候危机,实现这一愿景的紧迫性变得更加重要。” Mehul Shah说,他是CCTE的创始人和CEO

CANDU堆是20世纪50年代在加拿大开发,.近在印度被称为PHWR(加压重水反应堆)。该反应堆是重水冷却和慢化压水反应堆。

PHWR/CANDU是成熟的中小型反应堆。加拿大的20个堆全部采用CANDU设计。

其他拥有CANDU反应堆的国家包括阿根廷、中国、印度、韩国、巴基斯坦和罗马尼亚。印度有18个基于CANDU设计的PHWR

全球有近50CANDUPHWR反应堆,约占全球总反应堆的10%

另一方面,有30个国家正在考虑、计划或开始实施核计划,另外还有20个国家表示有兴趣在未来开展核计划,其中大多数在发展中国家。

对于发展中国家来说,当配备合适的燃料时,CANDU/PHWR是一个.佳的反应堆选择。

CANDU/PHWR通常使用天然铀(0.7%U-235)氧化物作为燃料,因此它们需要一种更有效的慢化剂(减慢或减缓中子速度,使其以正确的速度撞击下一个核或裂变的材料)。在这种情况下,这些反应堆使用重水(D2O)(氘是原子核中有一个中子的氢)

此外,钍具有较高的熔点和较低的工作温度,这使得它本质上比纯铀更安全,更能抵抗堆芯熔化。

与目前在运行的PHWR/CANDU中使用的天然铀燃料相比,ANEEL燃料的燃耗率非常高,约为55000 MWd/T(每吨燃料兆瓦/)。这在一些方面很重要。

相同的燃料,在反应堆中燃烧的时间越长,消耗的能量也就越高。此外,更多的中子毒物在燃料的过度使用中滋生,包括钚-240241242,使乏燃料难以制造成武器。

此外,ANEEL更高的燃料燃耗将减少80%以上的废物,并.终产生更少的钚(Pu),因为其他钚已经燃烧释放能量。同时,产生的乏燃料具有抗扩散性。乏燃料更少,意味着更少的燃料,更低的成本,更低的燃料处理成本。

此外,PHWR/CANDU反应堆不必停堆换料,可以满功率换料。

印度Kaiga 1号机组PHWR和加拿大的Darlington 1号机组分别保持连续运行962天和963天的世界纪录。

在运的CANDU/PHWR,如果使用天然铀,每个燃料束重约15 kg。在.初150天的运行之后,直至.终电站退役,平均每天需要更换8个这样的管束。

如果使用ANEEL燃料,每个燃料包重约10.65kg。在.初1400天的运行之后,直至电站退役,平均每天只需要更换一个这样的管束,从而大大减少了废物的产生。

3.钍的有趣之处

像大多数偶数重同位素一样,钍-232不易裂变。但和不可裂变的铀-238通过中子吸附形成钚-239,然后裂变产生能量一样,钍-232也吸收一个中子,然后迅速双β衰变为铀-233,裂变产生能量。

德克萨斯A&M大学核工程教授兼核工程与科学中心主任肖恩·麦克德维特(Sean McDeavitt)博士指出:“我已经研究核燃料应用超过25年。ANEEL燃料概念可以与现有的CANDU/PHWR反应堆技术相结合,利用钍的优越性能和丰度,产生清洁电力,减少对环境的影响。”

德克萨斯州的核科学和工程中心制造出了一批ANEEL,后运到INL,在INL的先进试验堆加速试验台上对燃料芯块(高达70000 MWd/T)进行高燃耗辐照试验。

随后进行辐照后的检查和燃料鉴定显示,所有都符合DOENRC的严格指导和质量保证要求。

“我们支持发展先进核燃料。作为国家核能研究与开发中心,INL以其独特的设施、能力和专业知识支持行业需求。” Jess Gehin说道,他是INL的首席科学家。

地球上钍的含量是铀的两倍多,而且可以像铀一样从海水中提取,所以使得核能像风能一样可再生。

二、下一步钍基核能也许有一天可用于新能源车,充电一次跑96万英里。这个可能短时期无法实现。要不然哪有锂电池的发展。但并不代表未来不会实现。

钍核电池是世界无人机乃至所有军工类产品的..发展方向,钍是一种有银色光泽的金属。钍核电池成功了吗?中国已经制造成功了并进行了小范围的应用。钍核电池汽车也正在加紧研制中。

据美国媒体13日报道,美国科学家查尔斯史蒂文斯正在研发用核燃料钍发电的汽车,史蒂文斯表示,1吨的钍能制造出10亿瓦的电,一吨钍可以提供相当于200吨铀,或者350万吨煤所提供的能源,利用钍作为汽车电力,只有8克就相当于加了6万加仑的汽油,足以让悍马车跑96万英里,只需充电一次就能撑到车子坏掉。

而世界上已知的钍元素储量可以至少为世界提供1万年的能源支持。为解决人类未来的能源需求,人类研究应用铀和钚的核电技术已经有六七十年了,虽然钚核电相对于煤电有其不可替代的优点,但是安全性和核废料的处置两大问题一直引起广泛关注。

三、相关股票:

宝色股份300402: 20171020日晚间公告,公司与中科院先进核能创新研究院签订战略合作框架协议,拟就未来先进核裂变能——钍基熔盐堆核能系统(TMSR)、超高温光热发电系统、熔盐储能技术所需的高温熔盐设备的研制结成战略合作关系,并展开务实合作,协议有效期五年。

2020219日消息,上海嘉定,由中国科学院(宝色股份/中科院共同研制)上海应用物理研究所自主研制的钍基熔盐堆缩比仿真装置(TMSR-SF0)的建设调试工作取得重大进展,TMSR缩比仿真堆(TMSR-SF0)带盐联调试运转首战告捷!

和中科院合作,中科院代表国家,且已经有了实质成果,高看一线。

中广核技:中广核核技术应用有限公司为中国广核集团的全资子公司,于20116月在北京成立。公司的企业愿景:建设国内..、国际知名的核技术应用集团公司。公司定位为涉核资质的专项采购及技术服务商、核技术应用领域的专业化投资商以及核技术应用系统解决方案的供应商。

国泰集团:公司所在的江西省是矿产资源大省,多种金属保有资源储量居于全国前列,根据《江西省矿产资源总体规划(20082015)》,排名..位的有铜、钽、重稀土、铀、钍、铷、伴生硫、化工用白云岩、麦饭石、黑滑石10种,第二位的有钨、铋、银、铌、铯、碲等8种,第三位的有金、铍、锂、化肥用及制灰用灰岩、玻璃用砂及玻璃用砂岩、海泡石粘土等12种。


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