钍核反应堆可以用于核潜艇核航母吗?
钍基反应堆是绝对可以上舰的。
钍基核反应堆的原料是钍232,它不会产生裂变放出能量。然而科学家们发现,用中子照射钍232,钍232的原子核俘获一个中子,变成铀233或者钍233,然后铀233或者钍233是可以被中子照射产生核裂变,从而释放出能量的。这就是钍反应堆的发热原理。
为了确保安全,钍反应堆的“堆芯”和传统的铀反应堆的堆芯设计大不一样。钍反应堆的“堆芯”是熔盐1,核燃料就融化在熔盐1中,是呈流动状态。
然后,一回路也是熔盐,我们称为熔盐2。熔盐2在熔盐泵的作用下,流入反应堆的核心,把反应堆核心的热量带出来,通过热交换器,传递给二回路。
二回路里面的传热介质依然是熔盐,我们称为熔盐3。熔盐3称为冷却熔盐,用于把一回路的温度高达900度的高温熔盐冷却。
然后,三回路中的传热介质才是水。三回路再和二回路发生热交换,产生高温高压水蒸气用于推动汽轮机发电。
这个,和传统的铀反应堆有区别。铀反应堆里面的堆芯是一根一根的燃料棒,依靠提起或者放下燃料棒,来调节链式反应的程度,进而影响到发热量的大小。
铀反应堆导热是一回路和二回路,或者只有内部是蒸汽的一回路,不像钍基熔盐堆搞出个三回路。
为了保证钍基熔盐反应堆的安全,在反应堆的核心堆芯的下方,设计有一个易熔塞,下方还有一个大罐子。当堆芯温度超过预设温度的时候,易熔塞融化,然后熔盐1,也就是燃料熔盐就会在重力作用下,掉到大罐子里面。这样,燃料熔盐脱离了反应堆核心,没有了中子的轰击,裂变反应就不能持续,放热也就自然中止,堆芯温度就会慢慢自然冷却。
为了保证燃料熔盐不至于过分降温变成固体,在大罐子里还要加上电加热装置,用来保证燃料熔盐总是液态。
钍基熔盐堆的好处是,在反应堆的核心区域,没有高压蒸汽,也就不用担心会有高压蒸汽的泄露问题。熔盐都是处于常压状态不断流动。另外,只要停止用中子轰击钍232,也就不会产生钍233和铀233,裂变反应很容易就可以停止。
所以说,钍基熔盐堆是一种高安全性的新型核反应堆。它采用钍为燃料,而地壳中钍的储量是铀的2到4倍,我国的内蒙古也有大量的钍资源,根本不用考虑钍燃料缺乏的问题。
目前钍基熔盐堆正在建立小规模反应堆进行试验。在未来可以预见的发展方向,是设计建造数十万乃至上百万千瓦发电能力的大型钍基熔盐堆,和小型的,可以用于核动力潜艇,核动力航母和核动力飞机的小型熔盐堆。
可能再过几十年,大型核动力飞机就会变成现实,航天母舰或者空天母舰也不会是科幻,而是会真的出现在生活中。而这一切,都依赖于钍基熔盐堆的科研继续深入研究。
甚至,有可能搞出更小的,百公斤级别的钍堆,用于汽车发动机。如果这样,那么会直接宣布现在的电动汽车走入历史!将来买个钍堆汽车,可以直接开个上百万公里,自己一辈子开不完,传给儿孙继续开!
好了,就写到这里吧。