我国核动力航母迟迟没有问世并非坏事!或是在等钍基熔盐堆

科技解析站 2023-12-17 12:30:21

很多网友应该都会有这样一个疑问,明明我国的核技术世界一流,核电站甚至还出口到英国,但是航母却迟迟没有采用核动力,这又是为啥呢?

看到最近我国钍基熔盐堆的爆炸性新闻以后,我们有理由相信,我国的航母核动力很可能又要像航母弹射器那样一并惊人了!

2023年6月17日,“军事博物馆小助理”B站官方账号刚刚爆出猛料:18号和19号航母一开始规划的都是蒸汽弹射航母,要到20号航母才会上电磁弹射器。后来因电磁弹射器研制进度超快,并在与蒸汽弹射器的比拼中全面领先。最后决策者不得不中断福建舰的建造,要求临时修改设计方案,将蒸汽弹射器改成电磁弹射器。

在此要特别感谢我国的国宝专家马伟明院士!

马伟明在接受记者采访时称领先就领先美国

如今,我国的核动力航母很可能再次效仿弹射器那样,一步到位!

传统核动力航母都采用压水堆作为舰载核反应堆。那是因为当年没有更好的选择。如今一则新闻证明我国已经有了更好的选择!

据新华网报道,2023年12月5日,中国船舶集团有限公司旗下江南造船(集团)有限责任公司在2023年中国国际海事技术学术会和展览会上正式发布全球首型、世界最大24000TEU级核动力集装箱船船型设计。

采用“钍基熔盐堆”的全球最大核动力商船

这艘船特别之处不是采用核动力,而是采用了钍基熔盐堆。这是一种第四代核反应堆,即便出事故也不会出现日本福岛核电站事故那样的严重核泄漏事故。敢把钍基核反应堆搬到民用船舶,那是对其安全性有极高的把握才敢这么做!否则一旦在海上发生核事故,那将造成极其可怕的生态灾难!

据了解,目前第四代核反应堆有6种堆型,而我国已经成功研制出钍基熔盐堆和高温气冷堆两种构型。而从发展潜力来看,前者要远胜于后者,因为不需要稀缺的氦作为冷却介质。

相比水冷式核反应堆,钍基熔盐堆具有诸多优势。

美国最早开始研发钍基熔盐堆,却因为各种原因,最终并未将这种极具潜力的核反应堆发展成熟。如今令人意外的是,我国的钍基熔盐堆技术已经后来居上,目前领先全世界建立了第一个并网发电的“钍基熔盐堆”——甘肃武威钍基熔盐实验堆。

甘肃武威钍基熔盐实验堆运行许可证

1. 高能效:钍基熔盐堆的燃料利用率非常高,可以达到90%以上,远高于传统水冷式核反应堆的40%。这意味着钍基熔盐堆可以更有效地利用核燃料,提高能源产出。热效率也更高,能做到40%,而传统水冷式核反应堆只能做到35%,航母用的水冷式核反应堆热效率更是只有24%的水平。

2. 长寿命:可以在常压下运行,降低了反应堆的压力容器的要求和耐久性要求,减少了核反应堆的构造复杂性,也提高了安全性。钍基熔盐堆的燃料棒可以使用数十年甚至上百年,远超过传统水冷式核反应堆的寿命。这使得钍基熔盐堆具有更长的使用寿命,降低了运行成本。民用版钍基熔盐堆使用寿命已达15~20年,军用钍基熔盐堆寿命只会更长。

3. 安全性高:首先,熔盐的高温特性使得核反应堆在过热时能够自动停止反应,避免了类似切尔诺贝利和福岛核事故的发生。其次,钍基熔盐堆的燃料棒采用固态形式,没有液态钠冷却剂的存在,大大降低了泄漏和爆炸的风险。

钍基熔盐堆运行原理示意图

4. 废物处理简单:钍基熔盐堆的废物主要是已经使用过的燃料棒和一些放射性较低的废物。这些废物可以通过深地层埋藏等方式进行处理,不会对环境造成太大的影响。相比之下,传统水冷式核反应堆产生的高放射性废物处理起来更加困难和昂贵。

5. 资源丰富:钍是一种地球上非常丰富的元素,其储量远远超过铀。根据美国地质调查局的数据,全球钍储量约为2.7亿吨,而铀储量仅为490万吨。因此,钍基熔盐堆的发展有助于缓解核燃料资源的紧张局势。

钍矿石

简而言之,钍基熔盐堆相比水冷式核反应堆具有安全性更高,运行效率更高,使用寿命更长,废物产生更少,核燃料更丰富的独特优势!

对于航母来说,功率密度要求非常高,而钍基熔盐堆这方面同样极具优势。

上个世纪美弟甚至专门研制了钍基熔盐堆,准备作为B-36H核动力轰炸机的动力,可见其功率密度之高。

B-36H

我国核动力航母或效仿弹射器,一步到位,直接采用钍基熔盐堆作为舰载核反应堆。

我国是一个缺“铀”的国家,绝大部分铀燃料依靠进口,但“钍”资源却高居世界第二!诺贝尔物理学奖获得者卡罗·卢比亚曾表示:如果用钍来发电,按照目前的电能消耗来算,中国钍的储量能够保证未来许多个世纪的发电供应,大概可以使用两万年。

如果我国海军舰艇要全面核动力化,那对核燃料的消耗将十分惊人,如果采用“铀”作为核燃料,我国每年都需要消耗大量资金用于进口铀,很不划算,还可能被“卡脖子”。而如果核动力舰艇采用“钍”作为核燃料,那就完全没有后顾之忧了!最关键的是“钍基熔盐堆”相比现有核动力航母采用的压水堆在安全性、功率密度、热效率、使用寿命、报废后的拆解处理等方面均有极大优势。

这不就像当年蒸汽弹射器和电磁弹射器之争吗!既然当年决策者宁愿进度延后,也要将原有的“蒸汽弹射器”换成“电磁弹射器”,那么,如今决策者很可能宁可再多等几年,也要等到“钍基熔盐堆”技术成熟,再一步到位建造采用这种反应堆的核动力航母。

一步到位采用电磁弹射器的福建舰

综上所述,我国核动力航母迟迟没有问世并非坏事,或是在等领先的钍基熔盐堆发展成熟,再一步到位采用这种核反应堆作为核动力。

2 阅读:272

科技解析站

简介:关注军事、科技、经济,分享独特观点,欢迎评论转发收藏。