相較于現今核能發電普遍使用的鈾燃料,釷燃料蘊藏量更豐富,產生的核廢料少,使用上也比鈾更安全。如今睽違近半個世紀,荷蘭核研究公司NRG首度完成使用釷進行核裂變的測試。當投資者對核能發電的投資來到冷卻期時,麻省理工學院技術評論對這次實驗指出,釷燃料發電可能為核電帶來重大突破,許下更安全的核能源未來。
除了NRG,美國也有幾家初創公司在探索這項技術;中國自2011年宣布一系列積極研究釷燃料發電的計劃,他們還預計在15年內要有一個釷鹽反應爐開始向電網供電。
根據世界核能協會指出,有數種反應爐都可以將釷當作燃料,如:重水反應爐、超高溫反應爐、沸水反應爐、壓水反應爐、快中子反應爐等,而熔鹽反應爐(包括液態氟化釷反應爐)、加速器驅動次臨界反應爐在過去尚屬理論。
美國“橡樹嶺國家實驗室”曾興建一個釷燃料熔鹽反應爐,于1965~1969年運作,但在1973年,美國政府突然中止所有與釷燃料發電有關的實驗,理由是鈾燃料增殖反應爐更有效率,且副產品無法用作制造核武器。此后40年除科學家在印度卡帕坎建設一個測試用的反應爐外,釷燃料的熔鹽反應爐研究漸漸沉寂。
目前有在進行釷燃料發電研究的國家包括:英國、美國、巴西、德國、印度、法國、中國、捷克、日本、俄羅斯、加拿大、以色列、荷蘭。現在,荷蘭核研究公司NRG突破長達40年的空窗期,成功使用釷鹽進行核裂變測試。
該公司在實驗中使用一個稱為“熔鹽快速反應器”的設備來燃燒釷鹽,理論上還可以消耗目前的鈾裂變反應爐產生的核廢料,將其當作新燃料。基于這次測試,研究人員希望可以開發出更穩定、能擴展規模的釷鹽反應爐。
釷普遍認為是更安全的核電燃料,當它被高能中子撞擊時,會轉化為可裂變的鈾-233,產生的放射性廢棄物比核電廠目前使用的鈾-235廢棄物還安全,世界核能協會曾評論釷燃料發電是一項有潛質的技術,可望為現今的核能發電創造一番新景象。
根據維基記載,釷燃料發電有以下潛在優點:
釷的蘊藏量為鈾的4倍,與鉛一樣普遍。根據釷能源聯盟估計,若美國的用電量不變,該國的釷蘊藏量足以供電超過1,000年,礦藏中大部分都是可用的釷-232,相反的,鈾礦藏中只有0.7%是可用的鈾-235。
釷是一種較潔凈和較安全的核燃料,放射性大大低于鈾。
LFTR(液態氟化釷反應爐)的天然設計使它成為一個安全的核反應爐,LFTR在常壓中運作,因此不可能像福島核電廠一樣發生氫氣爆炸事故。當反應爐出現異常時,核裂變會自動停止,因此不會有爐心熔毀的情況發生。
利用釷廢料制造核武幾乎不可能。核物理學家AlvinRadkowsky說,釷反應爐產生的钚少于一般反應爐產生鈽的2%,當中又有很多鈽同位素不適合用作核武。
釷反應爐制造更少核廢料。科學家聲稱,有害的釷廢料少于鈾廢料1,000倍,釷廢料在數百年后就會變得安全,但鈾廢料要等數萬年。
運作中的釷反應爐除了釷以外不需其他燃料,釷也是不可分裂物質,因此它可與鈾、鈽等可裂變物質合用當成核燃料。
歐洲核子研究組織估計,1噸釷可產生的電量相當于200噸鈾或3,500,000噸煤產生的電量。
責任編輯: 江曉蓓