高纯度熔盐提升316L不锈钢耐腐蚀性 推动熔盐堆商业化
2026-03-06 10:02
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英国利物浦大学与丹麦哥本哈根原子公司联合进行的研究表明,通过提高熔盐纯度,可以有效防止熔盐堆中316L不锈钢的腐蚀问题。这一发现为下一代核能系统的经济性和耐久性提供了新路径。熔盐堆使用熔融氟化物盐作为冷却剂,在低压下运行,能够利用多种燃料,包括钍资源。然而,高温环境常导致结构材料快速腐蚀,以往依赖昂贵的高镍合金,限制了商业化进程。

研究人员在高达700°C的温度下,对316L不锈钢在纯化和未处理的熔盐(如FLiNaK和LiThF)中进行了长期测试。结果显示,未处理的盐含有水分和氧化物,仅1000小时就引发严重腐蚀,造成金属损失和结构弱化。而纯化盐即使经过3000小时,腐蚀也微乎其微,钢材表面仅形成一层薄的保护性碳化铬层。利物浦大学核材料教授Maulik Patel表示:“盐纯度对于熔盐堆腐蚀控制至关重要。这些结果证实,去除杂质后,熔盐能成为反应堆材料的稳定环境,这是该领域的重要进展。”

哥本哈根原子公司联合创始人Thomas Steenberg补充道:“这项研究有助于消除‘腐蚀神话’,表明熔盐堆并非不可行。通过工程控制,使用成本效益高的316L不锈钢比依赖高镍合金更可取。”该公司正在开发集装箱化熔盐堆,使用非加压重水作为慢化剂,能消耗核废料并从钍中增殖新燃料,输出功率为100兆瓦热,适合大规模制造。

同时,荷兰NRG-Pallas在佩滕的高通量反应堆(HFR)启动了熔盐堆材料的辐照研究,检查盐与建筑材料的相互作用。NRG-Pallas自2015年起开发相关能力,以鉴定熔盐燃料和材料在高温中子场中的适用性。HFR是世界上少数能进行此类测试的反应堆之一,用于医疗同位素生产和核能研究,未来将被新Pallas反应堆取代。核辐照经理Arjan Vreeling指出:“这项辐照研究是开创性的,此前从未测试过辐照对建筑材料腐蚀的影响。几年内,我们将能观察材料行为,推动熔盐堆的实现。”

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