熔鹽反應堆可以使用熔鹽作為冷卻劑和/或燃料。 (圖片：J. K?epel，保羅謝勒研究所)

到 2050 年實現凈零碳排放是一項艱巨的挑戰，需要大幅擴展包括核電在內的清潔能源。短期內，預??計大部分新建核電項目將是輕水堆，與推動 20 世紀最初核電部署熱潮的反應堆類型相同。但正在開發的其他設計，包括那些使用熔鹽作為燃料和冷卻劑的設計，也可能發揮作用。

在許多方面，熔鹽反應堆(MSR)與傳統核反應堆并沒有太大區別。就像自核電早期以來一直是工業主要產品的壓水反應堆和沸水反應堆一樣，MSR 利用受控裂變反應來發電。但與水冷反應堆不同的是，MSR堆芯采用鹽冷卻，這一設計特點可能在效率方面帶來許多優勢，并使MSR特別適合非電力應用。

MSR的起源可以追溯到美國橡樹嶺國家實驗室(ORNL)。最初是作為 20 世紀 50 年代飛機反應堆實驗的一部分開發的，ORNL 隨后在 1965 年至 1969 年間進行了一項稱為熔鹽反應堆實驗 (MSRE) 的試驗，運行了實驗性 7.34 MW (th) MSR。該項目為由液體燃料驅動并由熔鹽冷卻的反應堆建立了概念驗證。

國際原子能機構核電技術開發部門代理負責人塔賈娜·耶夫雷莫維奇表示：“雖然MSR在幾十年前就首次被構想并進行了測試，但這種反應堆類型尚未實現商業部署，盡管這種情況可能在不久的將來發生變化。” “熔鹽冷卻劑具有卓越的吸熱能力，這可以讓 MSR 在產生高品位熱量所需的極高溫度下運行，以驅動包括氫氣生產在內的工業過程。”

MSR 可以使用熔鹽作為冷卻劑和/或燃料。大多數設計都是基于溶解在熔鹽冷卻劑中的液體燃料。其他則由更傳統的固體燃料棒提供動力，熔鹽僅充當冷卻劑。

國際原子能機構技術報告系列的新出版物《熔鹽反應堆技術現狀》概述了全球熔鹽反應堆技術的現狀。它回顧了 MSR 的歷史，并審視了當前正在進行的研發活動。詳細介紹了該技術的優點，包括較小的高放廢物足跡和被動安全功能，以及一些技術挑戰，例如開發能夠在非常高的溫度環境下運行的組件。

“一旦收集到足夠的經驗，MSR就有可能成為閉式燃料循環運行最經濟的反應堆類型，”保羅謝勒研究所先進核系統小組的高級科學家兼MSR工作主席Jiri Krepel說第四代國際論壇小組。 “利用釷 232 和鈾 238 的幾種設計可以提供前所未有的安全性和燃料循環可持續性的結合。”

MSR 設計正在開發中

多種 MSR 設計目前正在開發中并接近部署準備狀態。在加拿大，基于熔鹽的小型模塊化反應堆 (SMR) 概念于 2023 年通過了關鍵的預許可供應商設計審查，這是 MSR 首次完成此類審查。包括中國和美國在內的其他項目繼續取得進展，希望海上絲綢之路最早能夠在 2030 年代中期開始部署。

國際原子能機構燃料循環設施專家凱拉什·阿加瓦爾表示：“MSR可以幫助提高核電的可持續性，包括最大限度地減少核廢料，并增強防擴散能力。” “MSR，特別是那些由 U-233 和釷鹽組成的燃料驅動的，也可以幫助保護天然鈾資源。”

盡管人們對不久的將來的部署抱有樂觀態度，但關鍵挑戰仍有待解決。設計安全和燃料鹽運輸標準尚未制定，MSR 專用反應堆組件的供應鏈尚不存在。對海上絲綢之路特有的潛在事故場景的分析還有待進行。

“我們知道MSR是支持核電擴張計劃的一個可行選擇，但在商業部署之前還有很多工作要做，”耶夫雷莫維奇說。 “新反應堆技術的許可需要進行大量徹底的評估，特別是在安全分析方面。對于感興趣的國家來說，考慮他們設想的海上絲綢之路在其能源系統中發揮的具體作用也很重要。”

支持MSR發展

除出版物外，原子能機構還通過技術會議和研討會等一系列其他舉措支持海上絲綢之路的開發和部署。去年10月，國際原子能機構和經濟合作與發展組織核能機構(OECD-NEA)在維也納聯合舉辦了熔鹽堆技術燃料循環化學國際研討會。 IAEA于 2022 年成立的核協調與標準化倡議(NHSI)正在研究如何通過協調監管方法和工業標準化來加快包括 MSR 在內的先進反應堆的部署。該機構還維護先進反應堆信息系統(ARIS)，這是一個網絡平臺，用于整理目前正在開發的所有先進反應堆的信息，包括技術數據和其他特征。