这是一个与核能相闭的梦思。时光超越半个世纪,空间超越2000公里——从上海到甘肃省武威市民勤县红沙岗镇。
这是继“上海光源”之后,中邦科学院上海利用物理咨议所(简称“上海应物所”)日前创下的另一个大科学安装新记录——全全邦独一修成运转的熔盐堆,初度完成钍铀燃料转换。
中邦正正在引颈环球熔盐堆咨议。《麻省理工科技评论》对此发出齰舌:“半个世纪前源自橡树岭的美邦科学家们的梦思,正正在几千英里外的中邦完成。”
茫茫沙漠滩,睹证了这一出众经过。日前,解放日报记者前去甘肃武威现场采访,追寻那些闪光并值得铭刻的刹时,以及背后“立体的人”。
甘肃武威,古诗词里的凉州。而今萧条萧索的边塞景物早已不再,但地处腾格里戈壁和巴丹吉林戈壁之间的红沙岗镇如故颇为地广人稀,面积仅比上海小500平方公里,生齿唯有1千余人。
目前的商用响应堆凡是修正在海边,由于必要大批的水来冷却。行动邦际上正正在进展的第四代优秀核能体例,熔盐堆首要用熔盐冷却,这一个性使得它能够修正在戈壁和沙漠。
记者步入响应堆大厅,只睹处事职员正忙着从熔盐堆取样。“咱们正在对熔盐堆‘体检’,以评估它的运转形态。”上海应物所党委书记、副所长李晴暖正在现场告诉记者。

熔盐堆就正在大厅灰色地板下14米深处,离线米高的大厅顶端吊下来一次性落位,缔造了邦际上初度合座吊装堆本体的记录。这得益于全邦首个一体化堆本体的革新策画,能够通过公途运输、现场直接装置,也大大低落了本钱和工期。

差别于大家需正在高压下处事的核响应堆,熔盐堆正在常压下处事,从根蒂上避免了高压爆炸的恐怕性,具有超过的安乐个性。万一爆发题目,地底下带有核燃料的熔盐会自愿流到应急罐,核响应会立地终止,无需外部干与。熔盐堆冷却后即是个难以溶化的大盐块,不会扩散,更不会对生物圈形成影响。
“咱们对熔盐堆核辐射的监测终年无歇,24小时正在线及时监测。”核与辐射安乐时间部主任蔡军说。他胸前佩带着记载个别核辐射的热释光剂量计,由第三方机构丈量读取,具有法令效能,进入响应堆大厅的处事职员则佩带核辐射剂量及时报警仪。“试验堆周边的核辐射根本处于本底程度,也即是人类正在自然处境中接触到的自然辐射程度。”

熔盐堆“饿了”奈何办?“无须忧虑,这一炉燃料能够烧10年,只是遵照试验情景增添少量铀或钍。填补燃料时,通例的水堆要把‘盖子’一切揭开,而熔盐堆只需把燃料制成‘胶囊’,再将其置于熔盐液面之下,统治形式浅易。”李晴暖说。
正在繁众能源中,核能的能量密度高,碳排放最小,不受时令和时光影响,已成为大家半工业邦首要的电力原因。大界限进展核能是环球趋向,核聚变尚处于咨议试验阶段,核裂变早已完成贸易化成熟利用,但治理核燃料供应题目迫正在眉睫。大自然中仅有铀-235可直接用来做核燃料,但其正在铀中的占比唯有0.7%。环球已探明可开采的铀总量为790万吨,假若仅运用铀-235,只可供应不到100年。我邦的铀资源匮乏,进口依赖度胜过70%。
能否换一个思绪?诺贝尔物理学奖得主卡罗·卢比亚曾说过,钍资源能够保障中邦2万年的电力需求。我邦的钍资源储量居全邦前线,通过钍铀轮回能够天生铀-233,酿成核裂变开释出大批能量。

唯有本人把握了时间,才不会受制于人。正在云云的共鸣下,熔盐堆合座邦产化率胜过90%,闭头重点修设100%邦产化,供应链自立可控,根本酿成钍基熔盐堆时间财富链的雏形。
“戎马未动,粮草先行。资料即是‘粮草’。”资料咨议部主任黄鹤飞流露,镍基合金与核石墨行动熔盐堆闭头资料,其本能直接裁夺响应堆安乐与寿命。立项时,此类资料邦际上仅少数企业能坐蓐,邦内几近空缺。团队通过与中邦科学院金属所、山西煤化于是及邦内创制企业协同攻闭,最终完成高温镍基合金GH3535及超细孔径核石墨的邦产化开荒,构修起自立可控供应链。
熔盐堆良众修设必要焊接,焊缝的质地裁夺了熔盐堆的牢靠性和服役寿命。“过去唯有美邦能坐蓐的高温镍基合金焊丝,而今也已完成邦产化。”熔盐刻板工程时间部主任李志军说。
资料长时光闪现于气氛中,纵然有一个轻细的应力,也会导致资料变形。记者之前正在上海应物所嘉定园区采访时,看到一个试验记载——截至2025年10月22日已对熔盐堆资料的某一力学目标连绵监测了56011个小时,相当于6年众。“咱们已累积全全邦最长时光的熔盐堆资料力学本能数据,这才有底气做各类策画上的革新。”黄鹤飞说。
上海应物所所长戴志敏至今了然记得,第一次听到熔盐堆项主意日子。时任所长徐洪杰找他叙话,这是一个全新范畴,恐怕一做即是几十年。戴志敏就地流露允诺插手。

那天恰是2009年5月6日,上海光源首批线站向用户怒放的日子。这一裁夺于两人而言都阻挡易。
这是徐洪杰的第二次“回身”。1995年筹修上海光源,他从熟练的原子物理范畴转向同步辐射光源,领导团队历时15年修成邦际领先的上海光源,缔造了52个月修成同类安装的全邦记录。

上海光源从破土动工到出光仅用3年差6小时,这一全邦记录恰是戴志敏团队缔造的。这一次,他同样面对“回身”。这位谈话时永远面带微乐的科学家,险些每年从上海往返熔盐堆几十趟。
受命于邦度需求之际,将个别咨议轨迹与其严密相连,于他们而言是再自然只是的挑选。正在他们的死后,是从零起步的环球最大钍基熔盐堆研发军队。
再有一段旧事值得一提——我邦的核电根源于“728”工程,上海应物所的前身上海原子核所是“728”工程的首要修理单元。鲜为人知的是,该工程首个目的恰是熔盐堆,1971年修成熔盐(冷态)零功率堆咨议安装后,囿于当时的科技程度被弃捐。
徐洪杰牵头筹办了熔盐堆的“三步走”途径兆瓦试验堆只是第一步,下一步是修成30兆瓦咨议堆、再修成百兆瓦树模堆,完成高效发电。
受日本福岛核宣泄变乱的影响,试验堆选址几经周折。2017年11月,钍基熔盐试验堆选址我邦核科学咨议“起源地”之一的甘肃,来日可因地制宜与太阳能、风能、煤气油化工等财富深度调解,为我邦能源安乐供给全新治理计划。

钍铀燃料转换需正在高温处境中连接举办,而熔盐正在高温下腐化性极强,这是一道全邦性困难。科研团队源委一次次奋发,把握了燃料盐去杂质等腐化担任时间。
燃料“胶囊”源委十几米长的管道被投放到熔盐堆液面之下,精度请求担任正在1毫米。“咱们已加注、取样160众个胶囊,至今零失误。这是咱们年青人成百上千次熬炼的结果。美邦橡树岭当年常常卡正在这一症结,每次都不得不息堆。”李晴暖说。
同样地,行动熔盐堆的“神经中枢”,仪控体例从调试起5年来没爆发过任何窒碍。一次,一台修设不得不正在室外住宿,但其温度请求不得低于0℃。当晚,除了对修设加热保温,仪控工程时间部科研职员正在邻近简陋工棚中待了一黄昏,不绝体贴着该修设的“冷暖”。
当往返上海和甘肃的“候鸟式”生涯成为常态,上海应物所人没有衔恨。仅2023年驻场胜过100天的就有100余人,胜过200天的20余人,最长达294天。旧年6月动车通到武威,交通便捷了很众。而正在那之前,凌晨四五点从上海家中醒来,最速也要黄昏能力辗转抵达民勤县。
上海应物所人不会健忘,正在试验堆修理的闭头期间,熔盐管道突发冻堵,民众一同遵循正在45℃的现场,众喣漂山治理了题目。
上海应物所人亦不会健忘,本年1月8日徐洪杰末了一次来试验堆现场,70岁的他正在上海每周都要开会胀励钍基熔盐堆的进展,声响洪亮连绵讲两三个小时,末了一次开会是9月12日,也即是他蓦然离世的前两天。
职业虽未竟,但沙漠滩上已种下一颗核能的“种子”,异日必长成邑邑葱葱的“参天大树”。(记者 黄海华)
这是一个与核能相闭的梦思。时光超越半个世纪,空间超越2000公里——从上海到甘肃省武威市民勤县红沙岗镇。