熔盐核反应堆为什么这么好?为什么会是中国在商业化上率先突破?

俊恩评趣事 2023-12-09 14:37:00

常规动力的军舰,小鹰号与福建舰的8万余吨已是天花板了,这八万余吨里面还得均出八千余吨来装航母的动力油料,航程也只能以20节的巡航速度走12000海里左右,在外面呆上个把月就得回家歇一歇。但是最近在江南造船厂出现的熔盐核反应堆就可以解决这个问题——二十年才换一次燃料。

熔盐堆是第四代核反应堆,比正在使用的美国尼米赫与福特号航母的反应堆在技术上先进一代。不出意外的话,一定会有人反对,凭什么?尼米兹二十五年换一次燃料棒,福特级更是五十年才换一次,凭什么一艘集装箱船的15-20年换“芯”就比尼米赫与福特号先进一代?

民用与军用不一样,那是需要计算运营成本的,尼米兹换“芯”一次,需要开肠破肚,耗时4年,费用4亿美金,这个价格就够造两艘25万吨的集装箱船了。至于熔盐堆换“芯”,上图介绍就提到“不用担心燃料的价格与加注问题”,这想必与“珍珑一号”一样,采用的是模块化设计,换“芯”无需开肠破肚,简单便捷。

第四代核反应堆不是想叫就叫的,它是有一定标准的,除了造价、发电量、性价比等一系列标准高出第三代外,它的安全标准比第三代高出的不止一星半点。据报道,即便是发生熔堆现象,像玲珑一号这种规模的核电站的核辐射规模只有300米,而相应规模的压水堆的辐射至少上十公里。因此,像熔盐堆核电站可以建设在市区,这也是核动力集装箱船的建造放在上海市区江南造厂的原因,既是信任,也是自信。

那么熔盐堆有什么样特殊能力成就了这好的安全性的。答案就在这个“盐”上。与第三代压水反应堆不同,它压的是液态金属盐,这种金属盐能够一定温度下呈现液态,且具有优良的流动性,能够从反应堆里带走更高的能量,因此效率极高;更关键的是这种金属盐遇热膨胀小,更不会产生蒸气,用于传热的管道内部内力就小,因此省去了很多结构上的重量,相同功率的反应堆,熔盐堆可以造得更小。

我们知道,我们的国和一号、华龙一号用设计了双层安全壳,为的是万一在熔堆的情况下,水在反应堆的作用下继续蒸发污染空气。日本福岛核电站是单层壳,当大量的水蒸气污染空气时,日本还必须调来了大量的水车、泵车对堆芯降温,这样就产生了更多的核污染水、污气。熔盐堆是当前最安全的反应堆,就算核反堆出事,熔盐也不会蒸发污染空气,而且熔盐还会渗入堆芯,将其包裹起来,随着堆芯的冷却而固化,不会发生福岛核电站那样排放核废水污染海洋。

尼米兹反应堆

熔盐堆这么好,为什么美俄这样的核动力大国都不用呢?前苏联在上世纪70年代就在阿尔法攻击型核潜艇(705型)上用过,使用的是液态金属钠盐(也有说是铅铋合金)为热冷却剂,当时的介绍是该核反应装置重量轻,外形尺寸小,经济性也较好,输出功率达到了155兆瓦。

后来改进了阿尔法攻击型核潜艇(705K),安装了BM-40A反应堆,蒸汽轮机也换成了OK-7K,功率又增加了一倍。但是在其后的前苏联与俄罗斯期间,再也没有用过熔盐堆,而美国的熔盐堆技术很高,据说钍基熔盐堆的功率达非常高的水平,但从来没有商用过。

熔盐堆的金属盐具有强腐蚀性,它的载热、流动性、压力虽好,却没有相应的管道能装它,这据说是阻碍熔盐堆进一步推广的阻力。个人认为,这种说法适对美苏俄的解释,但无法解释中国将熔盐堆民用化的现象。

美苏俄在熔盐堆上发展缺乏持续性的真正原因是它们把所谓的“高科技”藏着掖着,宁愿“珍藏”起来,束之高阁,也不愿拿出来分享,即便是有价分享,它也以“国家利益”为名阻碍。这种现象在美国盛行,比如那个芯片,都知道才两三年的优势,制裁;人工智能,这个谁高谁低还不知道呢?制裁,还有第四代半导体氧化镓,这个人家已明显领先了,还是要制裁,……。正是这种固步自封的心态,造成了科研经费得不到分摊,生产资料造成了乱废。

不把高科技当回事,军民两用,让高科技造福于民,同时还摊大了盘子白菜化,从而分摊了研发费用与生产资料成本,进而可以获得更高利润用于下一代的研发。

中国的造舰能力都是知道的,先有民用基础,才有了军工下饺子;氮化镓半导体首先是军工率先突破的,为造富于民,先期砸入几千亿向民用推广;再看从特高压到福建舰,从福建舰到新能源车电池,无一不是军民共享。甚至,中国的民用无人机都“被共享”到乌克兰战场了,这也说明了中国技术外溢程度之猛,与某国的“小院高墙”形成鲜明对比。

熔盐堆在集装箱船上的应用、玲珑一号在海南的投入,先是民用,往后军民两用也就水到渠成,这么一来,成本得到了控制,科技产品因有市场而进一步推广,获得利润又一进步改进,进而步入螺旋上升。这可能是熔盐堆在中国获得率先突破的原因。

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