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與世界上許多核電廠一樣，西班牙的核反應爐也正在老化，世界各國正在尋求採用先進技術來取代它們。蓋蒂圖片社 
圖：Rose Wong
中國再次在清潔能源領域取得里程碑式進展，領先其他所有國家——據報道，中國的新核反應器是首批使用釷而非鈾作為燃料的反應器之一，也是首個可在運行時補充燃料的反應器。
對於一個逐漸成為世界核能領導者的國家來說，這是一個有趣的發展（儘管顯然是實驗性的）。目前，中國的發電量已經超過法國，但發電量尚未超過法國；在這兩個類別中它仍然落後於美國。但媒體關於該反應爐的報導中有一個反覆出現的主題讓我印象深刻，因為它太熟悉了：這項技術是幾十年前發明的，後來被廢棄了。
您基本上可以將這句話複製並貼上到有關當今先進反應器技術的無數故事中。熔鹽冷卻系統？發明於 20 世紀中葉，但從未商業化。對於幾種替代燃料（如 TRISO）也是如此。當然，還有釷。
中國這座使用替代燃料運作的研究反應器充分說明了核能技術的現狀：許多團體正在回顧過去的技術，並懷著新的興趣建造這些技術。
首先，值得注意的是，中國目前是核能熱點。儘管美國仍是世界上運行反應爐最多的國家，但中國正在迅速趕上。該國正在以驚人的速度建造反應堆，目前正在建造的反應爐數量遠遠超過其他國家。光是本週，中國就批准了10座新反應爐的建設，總投資額超過270億美元。
中國在一些先進的反應器技術方面也處於領先地位（這類技術基本上包括任何偏離當今電網標準藍圖的技術：使用濃縮鈾作為燃料並使用高壓水來保持反應器冷卻的大型反應器）。使用氣體作為冷卻劑的高溫反應器是中國重點關注的領域之一——一些採用該技術的反應器最近已啟動，還有更多反應器處於規劃階段或正在建設中。
現在，中國國家媒體報道稱，中國科學家在釷基反應器方面取得了里程碑式的進展。該反應器於 2024 年 6 月投入使用，但研究人員表示，它最近進行了燃料補充，但並未關閉。 （傳統反應器通常需要停止運作以補充燃料供應。）該計畫的首席科學家在中國科學院的一次閉門會議上分享了這一成果。
我要在這裡強調的是，這不是什麼大型發電廠：這個反應爐很小。它只產生 2 兆瓦的熱量——低於麻省理工學院校園內的研究反應堆，後者的熱量為 6 兆瓦。 （公平地說，麻省理工學院是美國最大的大學研究反應器之一，但仍然…很小。）
無論如何，釷反應爐的進步就是進步，因為過去 50 年左右，全世界的注意力都集中在鈾上。
關於釷的原始研究大多來自美國，美國在 20 世紀 50 年代和 60 年代向各種不同的反應器技術投入了大量資源。 20 世紀 60 年代運行的田納西州橡樹嶺國家實驗室的反應器使用了鈾 233 燃料（可透過用輻射轟擊釷產生）。
不過，最終世界或多或少確定了核反應器的藍圖，重點是使用鈾238作為燃料並通過高壓水冷卻的反應器。能源技術重點關注鈾的一個原因是什麼？該研究也可應用於核武。
但現在人們對替代核子技術重新產生了興趣，釷燃料反應器只是其中一個例子。我們之前曾報道過一個著名的例子：Kairos Power正在建造使用熔鹽作為小型核反應器冷卻劑的反應堆，這也是一項在 20 世紀 50 年代和 60 年代發明和開發的技術，後來被廢棄。
另一個既古老又新穎的概念是使用高溫氣體來冷卻反應堆，正如 X-energy 計劃在其位於德克薩斯州的化工廠的擬建發電站中所做的那樣。 （此反應器將能夠在運行時補充燃料，就像新的釷反應器一樣。）
幾十年前導致技術被拋棄的一些問題至今仍需要解決。例如，對於熔鹽反應器來說，找到能夠承受超熱鹽腐蝕性的材料可能很棘手。對釷反應器來說，將釷轉化為鈾-233燃料的過程一直是歷史難題之一。
但正如早期進展所顯示的那樣，這些檔案可以為新的商用反應器提供素材，而重新審視這些舊想法可以為核工業帶來急需的推動力。
本文摘自《麻省理工學院技術評論》的每週氣候通訊《The Spark》。要想每週三在您的收件匣中收到它，請在此處註冊。
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