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涅槃重生!美科学家突破性方案:变核废料为聚变燃料
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【CNMO 科技消息】CNMO 从外媒获悉,美国科学家近日提出一项突破性方案,可将放射性核废料转化为未来聚变反应堆所需的关键燃料——氚(Tritium)。洛斯阿拉莫斯国家实验室的物理学家特伦斯 · 塔诺夫斯基(Terence Tarnowsky)在 2025 年 8 月华盛顿举行的美国化学学会秋季会议上公布了该研究。

据报道,目前全球氚储量仅约 25 公斤(误差 ± 14 公斤),而美国尚无本土生产能力。氚作为聚变反应堆的核心燃料,商业价值高达每公斤 2800 万欧元。塔诺夫斯基指出:" 地球上天然与人工氚的总量仅数十公斤 ",且存量正急剧消耗。自然界中氚仅通过宇宙射线在大气上层微量生成,年产量约 3.5 公斤。

计算机模拟显示:一套理论功率为 1 吉瓦的系统,每年可生产约 2 公斤氚——相当于加拿大所有反应堆的年产量总和。该技术利用粒子加速器触发核废料裂变反应,通过核转化链最终生成氚原子。系统可随时启停,安全性高于传统核电站链式反应,且氚生产效率达同等热功率聚变反应堆的十倍以上。

该方案采用熔融锂盐包裹核废料以屏蔽辐射,虽然设计原理并非全新,但技术进步有望超越 1990 年代的早期构想。美国现有数千吨商用核电站废料需以昂贵成本封存,而氚因 12.3 年半衰期衰变为氦 -3,加上其类氢特性易渗漏或吸附容器壁,成为最难处理的放射性物质之一。

当前氚主要从加拿大 CANDU 反应堆中作为氘调制的副产品获取,但年产量远不足以支撑未来聚变能源需求——单座商用聚变堆年需氚 50-100 公斤。

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