目前，世界上大多數(shù)核電廠都使用加壓輕水反應(yīng)堆（壓水堆）。這些反應(yīng)堆以水為冷卻劑，在高壓下將水泵到堆芯。那里有原子核裂變釋放的能量將水加熱，然后以蒸汽形式釋放出來，驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電。

然而，如果用鹽替代水作為主冷卻劑，則可以在大氣壓力下吸收大量熱能，從而使采用這種技術(shù)的反應(yīng)堆能夠在非常高的溫度下運(yùn)行。這反過來又可以生產(chǎn)高品位熱能，為工業(yè)流程（如為綠色鋼鐵制氫）脫碳提供了可能性，而不會(huì)像目前使用化石燃料制氫那樣排放大量溫室氣體。

國際社會(huì)對熔鹽堆的興趣與日俱增，因?yàn)槿埯}堆有潛力提供大量高效、低成本的電力，并產(chǎn)生可用于各種工業(yè)應(yīng)用的高溫工藝熱。高溫氣冷堆（使用氦氣代替熔鹽作為冷卻劑）也具有同樣的優(yōu)勢。

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熔鹽堆最初開發(fā)于20世紀(jì)50年代，最近的一些設(shè)計(jì)不需要固體燃料，因此無需制造和處置固體燃料。采用液體燃料技術(shù)的熔鹽堆產(chǎn)生的高放核廢物較少，因?yàn)樗鼈兊娜剂先紵龢O限較高，產(chǎn)生的廢物較少。?

此外，熔鹽堆一般都具有非能動(dòng)安全設(shè)施，即通過自然物理原理提高安全性的設(shè)計(jì)元素，無需人為干預(yù)。例如，一旦熔鹽堆中的反應(yīng)堆過熱，液態(tài)鹽會(huì)膨脹，自然會(huì)增加堆芯中子的泄漏，這意味著中子不再能夠引起裂變，從而降低核裂變率和溫度。一些熔鹽堆在反應(yīng)堆下方設(shè)有一個(gè)特殊的排鹽槽。如果反應(yīng)堆溫度過高，由固態(tài)鹽制成的塞子就會(huì)熔化，使熔鹽流入排鹽槽，從而完全停止反應(yīng)，無需人工干預(yù)或外部動(dòng)力。

鈾、钚和釷都可以溶解在適當(dāng)?shù)柠}中，這意味著熔鹽堆有可能適應(yīng)各種核燃料循環(huán)（如鈾-钚循環(huán)和釷-鈾循環(huán)），從而實(shí)現(xiàn)更可持續(xù)的燃料循環(huán)。對钚的更有效利用將消除目前使用這種燃料的輕水堆所產(chǎn)生的大部分廢物。此外，釷的含量是鈾的三倍，而且更容易開采。

可在對鈾的解讀中了解更多信息。

目前正在開發(fā)的熔鹽堆主要基于兩種設(shè)計(jì)。第一種設(shè)計(jì)使用傳統(tǒng)的固體燃料棒，用熔鹽代替水作為冷卻劑。第二種設(shè)計(jì)是液體燃料模型，將易裂變材料（鈾或釷）溶解到基于熔鹽的冷卻劑中。在這些液體燃料設(shè)計(jì)中，裂變產(chǎn)物被溶解到熔鹽中，熔鹽能夠通過堆芯循環(huán)，在那里發(fā)生裂變并產(chǎn)生熱量。熱量隨后被輸送到二級回路，在那里驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電。這些設(shè)計(jì)的另一種變體也在開發(fā)之中，即把熔融燃料鹽裝入密封的金屬管中，并使用次級鹽作為冷卻劑。

目前正在開發(fā)幾種熔鹽堆設(shè)計(jì)。雖然許多新設(shè)計(jì)遵循的原則與20世紀(jì)60年代美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室熔鹽反應(yīng)堆實(shí)驗(yàn)中開發(fā)的反應(yīng)堆（如鹽“凍塞”）相似，但也有許多新思路有待研究、開發(fā)和驗(yàn)證。其中包括不同的燃料循環(huán)、不同的燃料鹽和模塊設(shè)計(jì) — 這將使系統(tǒng)和組件能夠在工廠組裝，并作為一個(gè)機(jī)組運(yùn)輸?shù)桨惭b地點(diǎn)。

在加拿大，基于熔鹽的小型模塊堆概念于2023年通過了關(guān)鍵的許可證預(yù)審批供應(yīng)商設(shè)計(jì)審查，這是熔鹽堆完成的首次此類審查。包括中國、俄羅斯和美國在內(nèi)的其他項(xiàng)目也在繼續(xù)取得進(jìn)展，希望熔鹽堆最快能在21世紀(jì)30年代中葉開始部署。

在中國，中國科學(xué)院自2011年以來一直在推進(jìn)熔鹽堆的發(fā)展。2021年8月，位于中國西北部的首座液態(tài)燃料釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆TMSR-LF1建成。這個(gè)2兆瓦（熱）的中試廠只產(chǎn)生熱功率，但成功證明了熔鹽堆技術(shù)的可行性。在此基礎(chǔ)上，中國將于今年在TMSR-LF1附近新建一座10兆瓦級熔鹽堆電廠。這將是中國首座商用釷基熔鹽堆，預(yù)計(jì)將于2029年竣工并進(jìn)行運(yùn)行部署。

了解更多：什么是小型模塊堆？

熔鹽堆分四類，有六大系列?？梢栽谶@份《熔鹽堆技術(shù)現(xiàn)狀》報(bào)告中了解更多詳情。?

然而，管理系統(tǒng)更新的許多關(guān)鍵挑戰(zhàn)仍有待解決。設(shè)計(jì)安全和燃料鹽運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)尚未制定，熔鹽堆專用反應(yīng)堆組件的供應(yīng)鏈也有待開發(fā)。對熔鹽堆所特有的潛在事故情景分析通常并不十分清楚，還需要進(jìn)行更多的實(shí)驗(yàn)和安全示范測試。燃料鹽化學(xué)性質(zhì)隨燃燒的變化情況以及放射性核素在正常和事故工況下的滯留情況都有待進(jìn)一步研究。

• 原子能機(jī)構(gòu)通過一系列舉措，包括技術(shù)會(huì)議和講習(xí)班，支持熔鹽堆的開發(fā)和部署。
• 2023年，原子能機(jī)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織核能機(jī)構(gòu)在維也納聯(lián)合舉辦了熔鹽堆技術(shù)燃料循環(huán)化學(xué)國際講習(xí)班。發(fā)布了報(bào)告《熔鹽堆技術(shù)現(xiàn)狀》。
• 2025年，原子能機(jī)構(gòu)將于2025年4月22日至25日在奧地利維也納原子能機(jī)構(gòu)總部舉行熔鹽堆的反應(yīng)堆物理學(xué)、熱工水力學(xué)和設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)會(huì)議。
• 原子能機(jī)構(gòu)核協(xié)調(diào)統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化倡議發(fā)起于2022年，現(xiàn)正研究如何通過統(tǒng)一的監(jiān)管方案和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化來加快熔鹽堆等先進(jìn)堆的部署。
• 原子能機(jī)構(gòu)編制了題為《熔鹽堆技術(shù)現(xiàn)狀》的出版物。
• 原子能機(jī)構(gòu)還維護(hù)著先進(jìn)反應(yīng)堆信息系統(tǒng)，這是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，收集整理目前正在開發(fā)的所有先進(jìn)堆的信息，包括技術(shù)數(shù)據(jù)和其他特征。

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