高温气冷堆将为人类提供理想的高温热源

现在,全世界普遍认为高温气冷堆是一种具有固有安全性的先进堆。这种堆采用涂敷颗粒燃料,氦作冷却剂,石墨作慢化剂,是一种热中子堆。涂敷颗粒燃料是一颗颗比小米稍小些的球体,它的芯子是二氧化铀燃料,外层涂上热解炭和炭化硅等坚固涂层,这些涂层将颗粒包住,裂变过程的产物都可以包在内,相当于一个小压力容器。将这些小涂敷颗粒弥散在石墨基体中, 然后制成球状或块状燃料元件。

由于这种燃料基体石墨能耐 3000℃高温,涂敷颗粒自身又可以耐烧,所以这种堆的出口温度可高到 950℃,甚至 1000℃以上,由此得名叫高温堆。现在,地球上储存的石油资源是有限的,随着时间的推移,会渐渐地被

消耗完。煤炭的储量比石油多得多,将来液体燃料的供应主要靠煤的液化, 也叫煤制甲醇。煤的液化要提供 1000℃以上的高温,常用化石燃料作为热源,除了自身要消耗常规燃料外,还会带来二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物、二氧化碳等有害气体的环境污染。如果用高温气冷堆作高温热源,则可减少化石燃料的消耗,也可避免常规燃料燃烧带来对环境的污染。

预测表明,我国的石油产量大约到 2030 年达到 3 亿吨,到达顶峰,以后

将逐年下降,到 2050 年产量将降至 1 亿吨。届时,由于航空航天事业和交通事业的蓬勃发展,液体燃料的消耗量将越来越大,解决液体燃料供应问题的主要出路是煤的液化。如果开发高温气冷堆作为高温热源,利用我国储量丰富的低热值的褐煤来生产液煤,则将是十分理想的方案。

还有,我国有丰富的稠油资源,由于它的粘度太大,只有注入蒸汽才能开采。通常,生产蒸汽要耗去 1/3 石油产量,不大合算。如果用高温气冷堆供热,则可以有效地开采稠油。

现在,日本已经制订核能炼钢计划,打算发展高温气冷堆,用煤气化生产还原气体,并利用还原气来使铁矿直接还原生产海绵铁,作为炼钢的原料。