熔盐反应堆聚变前几十年可能改变我们生活的能源

当位于加利福尼亚州利弗莫尔的国家点火装置在其基于激光的聚变反应堆的测试中实现了1.6的聚变能量增益因子时，人们的反应要么是彻底的兴高采烈，要么是厌倦的怀疑。没有争论的是在不久的将来商业聚变能是否可能。答案是否定的。

这就是为什么在涉及核裂变方面避免打瞌睡很重要的原因。上一次，我们谈到了有一天可以战胜柴油发电机的西屋微型反应堆。但是，如果你喜欢更宏伟的东西，更可能让你惊叹于它的先进性和未来感的东西?我们找到你了，家人。你准备好加点咸了吗?这是熔盐快堆的内幕。

我们不需要再长篇大论地抨击核裂变如何运作的细节，所以我们将保持简短。从裂变反应中抛出的裂变中子与附近的中子在关键链式反应中碰撞，释放出大量可转换的热能。在当今运行的大多数典型反应堆中，裂变核芯被中子减速剂材料包围，以防止反应失控。

从那里，某种形式的冷却材料(通常是轻水、重水或两者)通过一系列涡轮机将这种热能转化为可用电能。原则上很简单，但是有一些方法可以使事情变得有趣。水并不是科学家可以用来操作裂变反应堆的唯一冷却材料。诚然，实验性MSR并不是什么新鲜事。田纳西州橡树岭国家实验室在1950年代和1960年代进行的两项实验证明了这一点。

在这个实验中，人们发现加热到类似熔岩温度的钠化合物可以像水一样传递裂变核核心的热能，在某些情况下甚至更好。最初打算为一些完全疯狂的超音速飞机概念提供动力，橡树岭的科学家们很快意识到这是一个多么迟钝和危险的想法。对他们没有冒犯。毕竟那是60年代初。

但尽管它最初的应用是多么的错误，橡树岭的第一个熔盐反应堆证明了有很多方法可以剥去核裂变能量中众所周知的猫的皮。MSR的热能不是使用蒸汽轮机和沸腾/高压水来发电反应堆通过一系列热交换器，然后可以将其引入闭路涡轮系统。

使用一种称为布雷顿循环的现象，类似于内燃机内部发生的机械工作可以将巨大的热量转化为可以操作烤面包机、核磁共振机器或游戏PC的东西。在超过700摄氏度(1,292华氏度)的工作温度下，裂变核芯释放的热能比仅靠水运行时要多得多。

熔盐反应堆不像水反应堆那样使用由较小的放射性物质颗粒制成的裂变燃料棒，而是将液态盐冷却剂与核燃料混合在一种能传输热中子的溶液中。同时，中子减速剂材料(通常是石墨，有时是水或氧化铍)使反应以可预测和可控的速度展开。

但是除了多汁的热能外，在适当条件下的熔盐反应堆实际上可以产生比它通过放射性衰变消耗的更多的裂变材料。是否将锂培育成氚或将钍转化为铀，不需要火箭科学家就可以理解为什么半自持核反应堆或增殖反应堆是核能最令人兴奋的方面之一。如果假设的MSR没有微量杂质，裂变燃料增殖理论上可以在反应堆的整个使用寿命期间持续进行。

就像汽车中的汽油一样，钠与各种元素的特殊混合物已被配制以促进更有效的裂变反应。与氯、锂甚至氟一起培育的钠极大地改变了经受中子轰击的临界裂变燃料的行为。根据同位素的不同，这些化学混合物甚至可以增强橡树岭实验室发现的MSR的自然繁殖能力。'

如果建造全面的商业反应堆，与轻水反应堆相比，它们具有更慢中子的完全不同的核燃料循环可能会令人赞叹不已。从理论上讲，这种好处应该会大大减少反应堆废物在地下进行β衰变所需的时间。可以这么说，散布关于在某处沙漠洞穴中冷却的数千桶乏核燃料的恐慌可以平息了。但说MSR都是阳光和彩虹是不准确的。它们确实有一些缺点。

如果将老式阿尔法罗密欧停在外面的咸水海滩附近是灾难性的，那么同样的问题可能会困扰熔盐反应堆。出于同样的原因，与熔盐反应堆的泄漏相比，明尼苏达州最近发生的轻水反应堆安全壳泄漏看起来微不足道。此外，人们只能想象当反应堆退役时，运输所有放射性盐会有多困难。

由于这个和许多其他复杂的原因，熔盐反应堆在很大程度上停留在3D模型和蓝图的范围内。也就是说，除了一个例外。在中国，TMSR-LF1钍基熔盐反应堆即将上线。据中国官方媒体报道，它有可能产生2兆瓦的热能。

早在2022年8月的最新报道表明，已批准TMSR-LF1于2023年2月投入使用。但是在这之后将近一个月，仍然没有西方媒体证实这已经成功完成的消息。事实上，几乎不可能核实关于中共想要保密的大多数事情的信息。

与此同时，来自美国、英国、加拿大、法国、丹麦和的技术团队的MSR设计在该领域可能不如中国领先。但至少有一件事我们几乎可以保证所有这些。如果获得批准，它们将在核聚变成为可能之前的几十年造福于我们所有人的生活