40年之后：荷兰科学家重启钍盐反应堆实验

荷兰核研究与咨询集团(NRG)的科学家们，正将目光重新瞄向 1970 年代的研究课题，以期满足未来的能源需求。在1976 年的时候，NGR 团队曾经对钍熔盐反应堆技术进行过实验，其有望带来更清洁、安全的核反应堆，提供全球规模的能源供应。全球追求低碳的政治压力下，核能似乎成为了一种理想的选择。核反应堆在可靠性上有着可靠的记录(每瓦特致死率最低)，且建设和生命周期内的碳排放比风能和太阳能设施还要低。

上图是 1970 年代首次进行的钍盐反应堆实验

不过核能确实有四个主要的缺点：

首先，反应所需的铀元素太过稀少，制备成本也相当高。

其次，生产核燃料的技术，也可用于制造武器。

第三，旧式核反应堆的设计，存在着发生灾难性崩溃的危险。

第四，没人能给出一个所有人都可以接受的、长期的核废料处理策略。

极高纯度的钍盐被小心放置到特制的坩埚中。

克服这些问题的其中一种方法，旧式用不同的裂变材料，取代传统的铀或钚。而自上世纪 40 年代以来，最具吸引力的选择，就是钍。

与铀不同，钍的储量丰富而广泛，因而不需要像制作浓缩铀那样费心、也无法轻易转而制造炸弹。此外，钍反应堆拥有天然的安全设计，如果反应失去控制、可以轻松将之关闭。

钍反应堆的放射性废弃物，寿命也相对较短 —— 短短几个世纪，即可变得无害。

在 Petten 测试反应堆的内部，带电粒子的运动速度比光速还要快。

如果你将足够多的铀(精炼燃料级)堆叠在一起，其释放的中子辐射就足以推动链式反应。在此过程中，铀原子就能自我维持原子核裂变。

然而钍反应堆的最大障碍，就是其自身难以达到临界质量。因此钍燃料必须与铀混合，或者借助其它外部中子源来启动反应过程。

一名 NRG 科学家正准备将钍元素放入要测试的 Petten 反应堆中。

从 1960 年代、直到 1976 年，美国橡树岭国家实验室(ORNL)进行过让氟化钍在熔融盐中溶解(而不是固体燃料元素)的实验。

尽管结果很有希望，这种方法还是被放弃了。自那时起，中国、印度、印尼等国都进行过钍反应堆实验，也曾考虑使用熔融盐作为燃料。但直到 NRG 接过指挥棒，橡树岭国家实验室的方法才被重新启用。

上图为定制的测试设备，钍盐位于最中心的位置。

在欧盟实验室联合研究中心，NRG 将进行多个阶段的盐辐照实验(SALIENT)，以便将钍熔盐反应堆(TMSR)提升到足够商用的工业规模。

据游说团体 Thorium Energy World 所述，实验第一阶段着重于移除钍燃料在生命周期(核裂变过程中)产生的贵金属。(分离释放能量前，钍变成了铀)

World's First Thorium Molten Salt Experiment in over 45 Years

一旦达成该目标，他们下一步将确定建造 TSRM 反应堆的普通材料性能有多好。其必须能够经受得住腐蚀性的高温盐混合物，或者寻找其它方法来降低维护和运营成本。

这或许包括一种叫做“哈斯特洛伊”(hastelloy)的耐蚀镍基合金，或者钛-锆-钼(TZM)合金。而他们的终极目标，是打造模块化、可扩展、符合当地能源需求的 TMSR 反应堆，提供 24 小时的电力供应。

因为熔融盐的使用，意味着可以在反应仍在进行的时候加注燃料，从而极大地减少停机时间。