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熔盐纯度成钍基熔盐堆防腐蚀关键 新材料与辐照测试推动商业化进程

2026-03-07 18:15          第四代核反应堆 熔盐反应堆 钍基核能

利物浦大学与哥本哈根原子能公司的研究表明,高纯度熔盐可有效防止熔盐反应堆中广泛使用的316L不锈钢发生腐蚀,为下一代核电系统降低成本、提升耐久性与规模化潜力提供了关键解决方案。熔盐反应堆使用熔融氟化物盐作为低压主冷却剂,可应用于超热或快中子模式,其中钍基燃料方案备受关注,但长期面临高温腐蚀对结构材料的挑战。

研究显示,在700°C高温下,未经处理、含有水分和氧化物的熔盐在1000小时内即导致316L不锈钢严重腐蚀;而经过提纯的熔盐即使在3000小时后也仅引发轻微腐蚀,并在钢材表面形成保护性碳化铬层。利物浦大学莫里克·帕特尔教授指出,该结果验证了早期研究结论:去除活性杂质后,熔盐可为反应堆材料提供稳定环境。哥本哈根原子能公司托马斯·斯滕伯格强调,这一发现有望破除“腐蚀神话”,证实通过工程控制方法可替代昂贵的高镍合金。

目前,哥本哈根原子能公司正研发集装箱式熔盐反应堆,以钍为燃料、消耗核废料,并采用重水慢化设计,热容量为100兆瓦。与此同时,荷兰NRG-Pallas已在佩滕高通量反应堆启动熔盐反应堆材料的辐照实验,以研究辐射、裂变产物与动态反应堆条件对材料的长期影响。NRG-PALLAS的阿尔扬·弗罗林表示,这项开创性实验将首次评估辐照对腐蚀的影响,并分析裂变产物的形态,相关成果有望进一步推动熔盐反应堆技术的实际应用。


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