主题：聚变PK裂变 -- tojinge

国内的钍资源主要来自稀土矿床中伴生的钍，由于稀土元素中含有中子吸收截面高的某些稀土元素，需要采取复杂的手段进行提纯达到核纯，价格高于稀土分离物。而铀要简单得多，只要转化为UF6气化就可以完成提纯，下面就是分离功了（浓缩铀）。天然铀价格只是核燃料价格的一个方面，另一个则是分离功（铀浓缩单位）。而钍在反应堆中不能直接裂变，需要加入驱动的易裂变核素如U235与分离钚——这部分成本相比钍的提纯很高，而且二氧化钍的烧结温度比铀氧化物高成本也高，单以元件成本来讲钍元件不一定便宜。

而对于熔盐堆，则不需要元件制造，从某种方面回避这一点，但是我提到过氟盐体系的成本，锂铍的价格要高不少，铍还有毒。熔盐堆一样需要驱动燃料，从核燃料循环的角度来讲驱动燃料最好是高浓铀或者分离的铀233，好处是熔盐堆实现钍的自持之后不需要添加新的驱动燃料，加钍即可，付出的代价就是巨大的在线后处理系统——需要对600度以上的高放射性高腐蚀性熔盐进行在线处理（也就是说没有普通后处理流程的冷却和长时间衰变），这部分的成本不会便宜——而且远没有到成熟，毕竟国内连示范反应堆都没有——除非美国人愿意卖出他们的资料。

铀对中国核电的制约远远没有核电部门在80年代的断档来的大，在80和90年代的大环境下，从铀矿勘探到核电站设备，从反应堆物理到核燃料循环的核电各环节都处于青黄不接的情况，铀矿勘查方面直到90年代末才开始大规模勘探调查北方的地浸砂岩铀矿（铀矿资源中开采成本最低的一种，之前国内主要开采花岗岩铀矿用于军用，成本较高）并且实现了伊犁和鄂尔多斯两个万吨级铀矿的突破。从地质学角度出发，世界最主要的两个大型成矿带穿过中国，中国的铀矿资源理论上并不缺乏，而国内的铀矿勘查工作水平很低，所以说铀矿资源的家底绝非现在所说的那么少。

而当前由于冷战库存铀的释放（比如俄罗斯与美国达成的兆吨换兆瓦计划，将俄罗斯的武器级浓缩铀稀释卖给美国，供应了美国90年代至今十分之一的民用电力）以及普遍的反核情绪，铀价低迷，铀矿资源的大规模勘探工作实在2005年后中国日本欧洲出于种种原因（很大程度出于减排）相继推动新一轮核电建设之后才开始的，然而随后就是经济危机和福岛，又回到谷底。由于铀价低迷，某些高成本铀矿山甚至倒闭，海水提铀就更不用提了。海水提铀技术的成本高昂，但是天然铀价格占核电价格比例很低，天然铀价格翻番可能使整个燃料循环费用增加27%,使核发电成本上涨4%至8%。海水提铀虽未进行工业化试验，如果天然铀价格上涨3～4倍足以推进其工业化应用，关于海水提铀的研究各国也没有停止，随着高分子功能材料的发展进步很大。第四代核能系统的一个要求就是降低核电建设成本（这才是核电成本的主要来源，另一个是退役费用，两者占到全寿期成本的70%甚至更多）。

核电除反应堆安全之外的主要问题是高放废物需要漫长的地质储存才能解除威胁，如果将其中的长寿命废物（主要是两类：次要锕系废物MA和长寿命裂变碎片元素LFFP，半衰期长达万年级别，放射性又不弱，并且化学性质复杂活泼），提取分离，采用核反应的方法转换为短寿命的放射性废物甚至裂变释放能量利用，称之为嬗变。在热中子堆中用中子轰击使其嬗变需要大量的热中子，而热中子谱的钍基核能系统哪怕要实现自持都需要对其中子经济性斤斤计较（热中子轰击U233平均产生2.3个中子，一个驱动链式反应，一个进行核燃料转换，只有0.3个可供结构材料和反应链中元素吸收，相比之下快堆中钚239达到2.9个），所以在热中子堆中进行嬗变是很不经济的——所以即使熔盐堆也需要将这些产物中相当部分分离（主要是LFFP，以某些稀土元素为代表）以保证燃料经济性。对于MA中子能量高的时候无需漫长的消耗相当数量热中子的吸收衰变链就可以直接裂变，中子经济性高，而且由于LFFP的嬗变需要极高的中子通量，所以嬗变的选择主要是ADS和特殊设计的快堆（但是MA会带来反应控制性方面的问题，所以ADS更受青睐）。ADS由于高效，只需要一个小型的装置足以对付相当数量的商业核电机组。如果开发快中子的熔盐堆系统可以避免前面说的情况，这会带来反应堆控制和安全方面的更进一步挑战。

就核能系统的成本问题而言，ADS和熔盐堆乃至各类第四代核能系统实际是一样的，需要至少两代反应堆的漫长试验和工业示范才可以看到商业化，而对于熔盐堆，美国人很早的时候就进行过这两步，很显然他们当时并没有进行商业化的打算。在国内，快堆和高温气冷堆现行一步，但是方向或未可知。

安全性方面，钍基熔盐堆也并非无懈可击：钍基熔盐堆的反应堆控制方面的难度并不小（铀233缓发中子比例和钚239差不多，低于铀235）；由于燃料的流动性，热工性能计算相对复杂。虽然在堆芯的安全性上可以通过易融塞进行保护（应急泄入容器一样需要余热导出系统，唯一不需要这类设备的是高温气冷堆），但是对于钍基熔盐堆而言的另一个重要的部分，在线燃料处理系统（这关系到其在燃料循环方面的优点能否实现）的安全性存在很大疑虑，它涉及了高温高放需要临界安全考虑的熔盐，强腐蚀性的氟气和氟盐，以及熔融金属和镤的中间存储，这些并没有在宣传中进行说明。

关于核能安全，就我的观点，从某种意义上没有绝对安全的反应堆系统——就是最完美的设计也没有办法排除的人的因素的影响。因此核电安全并非简单的系统安全能够保证的，所以我不主张这种宣传方式。对公众的核安全宣传应当采取相对保守的方向，比如更加客观的说明核事故的破坏性与防御方式——这一方面取决于公众的理性程度。

美国对核电信心的摧毁并非要等到切尔诺贝利，没有造成场外危险的三里岛足以了——很大程度上由于之前过分相信其安全性，事后调查发现包括业界都忽视了堆芯融化下安全壳和压力容器同时失效的可能性（像福岛那样），这一情况曝光之后，美国各界均对核电采取极为保守的态度，美国核电因此停滞很长时间，所幸海军核动力化防止了技术断档的问题，反而保证美国在压水堆方面的绝对领先优势继续扩大，美国海军核潜艇用动力堆在安全性、高功率密度、高自然循环方面令所有核国家望尘莫及。