眾所周知,以原子能為代表的現代核能技術是目前最先進的能源裝置,但對於一些缺乏核原料的國家來說,核電燃料如何解決,為此中國科學家研究發現新材料,未來將改變核發展的方向,中國從海底提取新核電燃料成功打破西方封鎖,開闢了新的核電發展方式,未來將改變核局面。核燃料,可在核反應堆中透過核裂變或核聚變產生實用核能的材料。
與傳統的化石燃料相比,核電最大的特徵就是單位原料所釋放的能量更高,資源利用率更高,這是因為其物理特性決定的,原子核內部裂變所釋放的活化能能量,遠遠超過化石燃料在原子核結構外部堆疊釋放的能量,然而想要釋放原子核內部的能量,除了需要苛刻的釋放環境外,對原材料的品質也極高,尤其是鈾元素的開發和提取難度非常複雜。
從傳統的發展過程來看,鈾元素主要是從鈾礦中提取出來的,全球範圍內地表所涵蓋的鈾礦數量在數十萬噸以上,然而陸地上的鈾礦分佈十分不均勻,前三大產鈾礦國分別是澳大利亞加拿大以及哈薩克,這幾個國家幾乎佔據了大部分鈾礦的產量,這意味著想要透過陸上開採和提煉鈾元素,只能透過進口的方式,無論從供應還是戰略安全形度來說都是不利的,為了解決這一問題,需要從兩個方面保障核原料安全,分別是提高材料有效利用率以及創新核原料獲取方式。其實鈾元素的獲取方式不僅僅侷限於陸地,海洋中擁有穩定的鈾元素,加上海洋麵積十分廣闊,可開發的鈾元素總量要遠遠超過陸地,只不過海水中雜質較多,而且單位體積下的海水提取鈾元素的難度極高,需要複雜的開發工藝,為此中國透過TMSR核能反應堆系統專案中的成功經驗,利用奈米技術在海水中萃取出鈾元素,並透過提高奈米薄膜的重複使用率,提高單位海水中的鈾元素提取數量,進而降低從海水中提取鈾元素的成本,從最新的技術成果上來看,目前的TMSR技術團隊,將海水提鈾的成本降低到和陸上開採成本一致的水準了。
一旦降低了從海水中提取鈾元素的成本,意味著核原料的開發途徑進一步擴充,同時對於保障核原料穩定供應以及戰略安全的意義重大,隨著未來能源結構的不斷調整,核能將得到進一步的開發,屆時全球範圍內對於核原料的需求也將逐步提升。 中國在打破了西方發達國家在核原料以及鈾元素開發技術的壟斷後,形成了自主的海水萃取鈾元素的開發模式,掌握了核原料獲取這一核心技術,這意味著在未來的核能源推廣過程中,缺乏穩定的核原料供應的國家和地區,需要透過與中國的合作,掌握這種成熟的工藝,進而獲取核能源。