釷核電站究竟有多環保？

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釷基熔鹽堆（Thorium Molten Salt Reactor，）簡稱TMSR，又稱液態氟化釷反應堆（Liquid Fluoride Thorium Reactor，LFTR）是第四代核能系統國際論壇（Generation IV International Forum, GIF）六種堆型中熔鹽堆（Molten Salt Reactor，MSR）的主要堆型，被認為是未來最安全的反應堆技術之一， TMSR有兩個最主要的特點：採用熔鹽狀態燃料以及採用釷-232作為增殖燃料。

首先是熔鹽狀態燃料優勢：

• 熔鹽可以既作為冷卻劑也作為燃料，因此不需要製作燃料組件，故而可實現在線加料以及在線後處理。
• TMSR堆芯燃料是溶解於氟鹽中的釷鈾混合物，氟鹽熔點550℃，沸點1400℃，其工作環境可以實現常壓，高溫（700℃）。同時氟鹽熱容高出壓水堆加壓水25%，是鈉冷快堆中的液態鈉的5倍，可獲得更高效率的熱能
• 熱電轉換效率更高，採用布雷頓熱循環，熱點轉換效率達到45%-50%，高於目前主流反應堆的33%（朗肯循環）
• 由於堆本體在常壓下運行，高溫情況下蒸汽壓也很低，因此管道等應力構件的機械應力顯著減小；同時如果出現壓力容器、管道破裂或者泵破裂，熔鹽流出接觸常溫環境會迅速凝固，若溫度上升，熔鹽會出現膨脹現象，呈現負溫度係數。應急狀態下，下泄管道固態鹽閥熔化，核燃料流入臨界安全的接收罐。

其二是使用釷-232增殖釷-233的優勢：

• 釷-232增殖產生釷-233的過程屬於「雙流閉環連續運行系統」，包括三個常壓運行迴路，如圖所示：

TMSR堆芯增殖反應流程圖 （第一迴路增殖易裂變材料鈾-233：綠色的環形區域包含熔鹽狀態的鋰和鈹的氟化鹽以及熔鹽態的ThF4， 黃色的堆芯區域裂變多餘中子射出致使增殖再生區的釷-232增殖為鈾-233 ，最後將鈾-233分離出來供給堆芯；

第二迴路為堆芯發電：黃色堆芯為鈾-233裂變區域，鏈式反應放熱被自身吸收並帶走至紅色換熱器一次側換熱給二次側的冷卻劑推動透平發電；

第三條迴路核廢料處理：裂變產物在分離器分離，鈾和超鈾元素留在熔鹽燃料中，最終排出的核廢料在300年後達到天然礦石放射標準。）

• 核廢料的危害從幾萬年降低到幾百年：核廢料的放射性來源於高放裂變產物以及吸收中子後產生的長壽期錒系元素。TMSR中釷裂變產生的高放裂變產物 與鈾堆基本相同，500年以內達到天然鈾礦級放射性水平。但是釷堆中吸收中子產生的長壽期錒系元素遠小於鈾燃料堆，源於其初始核燃料中潛在錒系元素產生源遠低於普通壓水堆鈾燃料；
• 堆內增殖產生鈾-233，因此啟堆所需裂變材料（鈾-233，鈾-235，鈈-239）極少，並且可以大量利用壓水堆所產生的乏燃料。目前壓水堆所產生乏燃料累計34萬噸，其中1%為易裂變材料；可以利用鈈-239啟動從而消耗核武器材料庫存；
• 釷資源豐富，比鈾要多3-4倍，並且沉積與地質表層，容易開採，開採成本更低，同時尾礦和粉煤灰中也存在可提取的釷資源，因此能源投資回報率較高。

以上。

關於釷基熔鹽堆更多的詳細系統設計請移步我的專欄文章：【前沿-反應堆設計】釷基熔鹽堆設計，鏈接如下：

知乎專欄

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技術方面，印度先行一步，因為涉及到一整個系統，路程應該有40-60年，定是釷的時代,上海，北京已經在前期研究了，美國走的也快一點。

未來,我相信，釷的燃料電池一定會佔據所有能源市場，不僅是安全，不僅是效率,不僅是耐用,不僅是儲量,還有很多……

知道現在多少錢一噸嗎？一分都不值(國內只有一家公司可以買賣，中核的原子能公司)!未來,一定比現在的鈾貴!

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釷是一種有銀色光澤的金屬，釷反應堆不會像三里島、切爾諾貝利和現在的福島核電站一樣容易失控。國際上普遍是以鈾發電為主流，但釷取代鈾進行核能發電更安全，危險廢料也相對較少，成本也更低廉。釷核電站因為所需要的中子是加速器產生的，所以說，一旦遇到地震，加速器自動停止運行，中子也停止產生，所以核電站自動停止，是安全的。它在發電過程中也只產生相當於傳統核電站0.6％的輻射垃圾。

其實我認為中國大力研發釷基核反應堆，是因為現在核電站用的原料是鈾，而中國的鈾礦已匱乏且依賴進口。理論上看，釷基熔鹽堆技術釋放的熱量數倍於當前的反應堆，而且中國釷原料非常豐富，專家認為釷原料儲量我國至少能排進世界前三。

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