熔盐堆物理研究室

研究室介绍

第四代核反应堆是指在第三代核反应堆的基础上，进一步提高安全性、经济性、可持续性和防扩散性的新型核反应堆。第四代核反应堆有六种技术路线，其中之一就是钍基熔盐反应堆。 钍基熔盐反应堆是一种使用液态燃料和高温熔盐冷却剂的先进核技术，与传统铀反应堆相比，它有更高的安全性、更少的废料和更高的燃料效率。它也不需要用水来冷却，因此可以在沙漠等地区建造核电站。钍是一种储量丰富的元素，比铀更安全、更环保。

研究方向

钍基熔盐反应堆的工作原理是这样的：首先，在加速器中产生高能质子束，打击铅靶产生中子源；然后，在中子源下方放置一个液态燃料池，里面装有含有钍-232和铀-233的氟化物溶液；当中子源打到液态燃料池时，就会引发铀-233的裂变反应，并将钍-232转化为新的铀-233；裂变反应产生大量的热能，并释放出更多的中子。

这些中子继续促进裂变反应和增殖反应，形成一个自持续的链式反应；热能通过熔盐循环传递到换热器中，并通过蒸汽轮机发电；同时，在在线化学加工系统中，不断从液态燃料中分离出裂变产物和新生成的铀-233，并将后者重新送回液态燃料池。

研究室成员

钍基熔盐反应堆与其它核裂变反应堆的主要区别在于，它使用了液态燃料和熔盐冷却剂，这使得它具有以下优点：一是高温低压运行，降低了爆炸和泄漏的风险；二是具有固有的被动安全性，即使发生事故，也不会造成燃料熔化或冷却剂丢失。

三是可以实现在线化学加工，减少了核废料的数量和放射性；四是可以利用钍-铀循环，提高了燃料的利用率和资源的可持续性；五是具有较强的防扩散能力，因为铀-233不易从液态燃料中分离，且含有高放射性的铀-232，不适合制造核武器。

目前，世界上有多个国家和机构在研究钍基熔盐反应堆技术，如美国、俄罗斯、印度、日本、法国、荷兰等。其中，美国在20世纪60年代曾建造并运行过一座液态燃料熔盐实验堆（MSRE），这是迄今为止世界上唯一建成并运行过的液态燃料反应堆。然而，由于冷战时期的政治因素，美国后来放弃了熔盐堆计划。近年来，美国重新开始了熔盐堆技术的研发，主要由一些私营公司和大学承担。