核災難與核變異的現狀
目前仍無法控制核災難，但核變異已告一段落。全球唯一陸基核反應堆宣布實施連續穩定運行，其成功建造意味著中國在第四代核能技術上取得重大突破。我們一直關注核災難，事實上核變異電廠也在不斷改進。與前者常佔據新聞頭條不同，後者默默發展，且有堅實的觀點基礎。
核裂變技術
為了解中國科學院的反應，需擴展核裂變技術知識。核裂變是通過綜合分離過程提取能量。無論核裂變還是核聚變，只要有質量損失，就會有智能轉化，這些能量可用於燒爐。人腦真的很聰明，這要感謝愛因斯坦。從50世紀初，人類開始探索如何利用核電技術發電，至今已推出四代技術。這四代技術並非完全不同，而是一個成熟過程，類似通信領域的3G、4G、5G，技術是連續的，只是不同階段設計目標不同。
熔岩堆
熔岩堆是國際市場上的第四代高溫冷卻器，在六種類型的設計中是最困難的之一，它相當特殊。前三代技術和第四代的其他五種固體燃料不同，熔岩堆是第一個被納入核電路圖的液體燃料組。
傳統核反應堆
要了解熔岩堆的特點，需先看傳統核反應堆。目前常聽到的是阻尼器，它也是世界上最大的核反應堆。在核反應堆中，至少要有燃料和冷卻劑。燃料主要是濃縮油，冷卻劑主要是水，分為清水和重水，目前以清水為主，最典型的是阻尼器，也有少量碳作為冷卻劑。冷卻劑的作用是傳遞和反應產生的能量並升溫，為防止水沸騰，需施加更大壓力使其保持液態，這就是壓力水的含義。壓力是高壓環境，水是冷卻劑。很多人可能聽說過卡通機，它的功能是減慢中子速度，中子在核裂變中的作用相當於子彈，撞擊原子使其裂變。根據是否減慢中子速度，核變異可分為熱中子和快中子。熱中子是用減慢劑將高能中子減慢成所謂的熱中子，快中子是直接使用高能中子，無需減慢劑。在天然油中，超過99%是油238，只有很小一部分是油235，在民用核變異技術中，只有油235能直接產生核變異，因為它是機械核變異，而油238基本是非液態，因為它是稀有種子，油2351液態需要熱種子，因為在熱種子下它有較高的液化水平，意味著反應概率更高，這就是目前主流的商業化和液化反應。
中國科學院的土基熔岩反應堆
美國在20世紀60年代曾有一個核反應組，當時用於用油235製造燃料，但該項目技術門檻太高，當時未與其他技術競爭，所以沒有商業化。目前在甘肅5V運行的是這個土溶液組的TSM-2 LFE，它是目前世界上唯一在運行的溶液和層反應組，其燃料是土元素，不是油元素。這裡提到的溶液是指高溫下液體的鹽度，既作為燃料又作為冷卻劑，本質上是以氟化物和氟化物為溶劑，其中溶解氟化物作為燃料，要啟動整個鏈反應，還需要添加少量氟化油。當它反應時，純化土中的土元素在捕獲種子後可轉化為油-233，由於技術和種子的存在，油-233可以直接產生螯合。一般來說，在這個熔岩堆的設計中，還需要一個砌體來增加螯合屏障。
熔岩堆的優勢
熔岩堆主要是熱的，它與壓力水堆的最大區別是不需要水作為冷卻劑，而壓力水堆需要約150cc的高壓來控制水的沸騰，使其在加熱時保持液態。這種高壓設計帶來了風險控制點，因為一旦失去壓力，很容易導致堆被破壞。而熔岩堆具有高度的被動安全性，一方面它使用液體燃料，有自己的焚化爐，不需要水來升溫，可以在長壓下運行，沒有失去壓力的風險。同時，因為它不需要像壓力包那樣的固體燃料泵，所以熔岩的煙霧分佈可以避免極端過熱或損壞。另一方面，熔岩的物理特性之一是它有一個負溫度系統，也就是說，當溫度上升時，熔岩的密度會降低。這樣，燃料的紅棕色變色會減少，因為它會更稀釋，同時，中速燃燒的效率也會降低，因為它會降低與熔岩中氫元素碰撞的概率，結果是反應會自動減少，以防止功率增加。此外，熔岩管的底部通常設置有冷卻閥，如果溫度過高或斷電，閥門會自動熔化，高溫熔岩可以流入地下冷卻軸，迅速停止噴射反應，基本上不需要人工干預。這就是熔岩堆的被動安全特性。與壓力水堆依賴主動冷卻相比，一旦斷電，可能導致冷卻不足。熔岩的液體元素也為反應堆在這裡運行提供了良好的條件，即其燃料和廢物可以在線管理，也就是說，可以直接添加燃料和直接去除廢物，對反應堆進行維護。特別是廢物，由於在線化學處理的支持，可以從熔岩中與高節能上市產品分離，減少堆內的熱積累，降低事故風險。據相關報導，理論上，與傷亡人數相比，嚴重事故的概率可以降低十分之一，所以安全性是熔岩堆的一大優勢。中國目前正在建造的是土基熔岩堆，使用土元素作為燃料。
土元素的優勢
土中的土元素體積是油元素的三到四倍，資源相對豐富。與油元素相比，土元素在儲存方面更有保障。雖然油元素在短期內不會短缺，但從長期來看，隨著全球核電的擴大和加速，其需求明顯上升，供應鏈可能會受到壓力，價格波動會更加劇烈。而土元素除了熔岩堆外，根本不用於核電，主要用於除濕等領域，其儲存和儲存能力實際上遠遠超過目前的市場需求，一些國家甚至將其作為廢物儲存，所以土元素看起來非常具有成本效益。特別是對中國來說，土資源相對豐富，在內蒙古的白雲和鱷魚有非常大的資源儲量，所以中國發展陸基機器和電力具有潛在的資源優勢。當然，這裡要提到的一點是，從全球安全的角度來看，由於陸基機器中存在U233，它是在線生產的，所以很難直接提取成武器級材料，可以降低擴散風險。
第四代核電廠的發展
所謂的第四代核電廠，特別是土基核電廠，很有可能得到發展。這種類型的反應堆長期以來未能商業化，主要是因為在技術方面存在一些挑戰。例如，這種高溫核電廠具有很強的固體性，因此要保持長期穩定運行有很多困難。再例如，前面提到的在線處理技術，雖然支持這種操作，但具體實施需要大量驗證。然後，例如，溶劑溶液中有氟化物顆粒，還有鋰元素，鋰元素，特別是Li6，在中氟化物下不可避免地會產生川，它的原子尺寸非常小，很容易穿透反應組反應堆的部件。而煤是一種溫室氣體元素，雖然能量不是特別高，但仍可能引起公眾對核安全的關注，所以長期以來，土容器一直無法商業化銷售。這次中國科學院在甘肅武威的項目已經在連續穩定運行，應該說是核電領域的一個重要里程碑。事實上，它不僅是核電站，由於長壓運行，土容器不需要壓力電容器和管道，而且由於這種容器的熱效率和功率密度更高，其設計具有非常好的小規模潛力，甚至可以製成可組裝的移動車隊，這不僅可以用於核電運輸，還可以用於未來在月球上建造科學基地。甘肅的這個項目目前是兩兆瓦，已經完成了全過程驗證，預計2025年啟動10兆瓦，2035年前中國預計建造五到十個商業土基核電廠。作為第四代核電技術，土基核電廠應該說已經進入商業化的關鍵節點，核能的產業格局正在發生變化。我是大劉，感謝收看。
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