液體氟釷反應堆

液體氟釷反應堆

氟化液態鹽 FLiBe

 液體氟釷反應堆（粵拼：jik6 tai2 fat1 tou2 faan2 jing3 deoi1） （英文：liquid fluoride thorium reactor，縮寫：LFTR）係種熔鹽反應堆（MSR）。LFTR 將釷熔咗喺氟化液態鹽，做燃料，通過「釷燃料循環」放出能量。

喺 LFTR 裏頭，釷同鈾233熔喺載體嘅氟化鹽，混合形成液體燃料。一般操作嘅情況，將液體燃料由反應核心泵去熱力交換器，非放射性嘅次級鹽，喺分隔嘅系統，吸收反應放出嘅熱能，次級鹽再將熱能傳畀蒸汽渦輪機或閉合循環氣體渦輪機（closed-cycle gas turbine），去發電。

呢項技術最早喺20世紀60年代嘅美國橡樹嶺國家實驗室研究。最近世界各地再有興趣。日本，中國，英國，美國私人，捷克，加拿大 同澳洲嘅公司都話有意開發同商業化呢個技術。LFTR 幾乎每方面都同用緊嘅核反應堆唔同：用釷唔用鈾-235，無需閂機直接泵走啲燃料，意味住冇核心熔化嘅風險，操作環境比較高溫低壓，都係潛在嘅優勢。

背景

到咗1946年，發現核裂變之後八年，三個裂變同位素可以用做核燃料：

• 鈾-235：係核分裂鏈式反應嘅物質，係天然鈾嘅 0.72％
• 鈈-239：可以由非裂變嘅 鈾-238 整出嚟（天然鈾嘅 99％）
• 鈾-233：可以由非裂變嘅 釷-232 整出嚟（約天然釷嘅 100％；比地殼嘅鈾多四倍）

釷-232、鈾-235 同鈾-238 已經存在咗超過四十五億年，早喺地球形成嗰時就有；係恆星死後嘅產物，銀河系四圍都有。

由於技術同歷史嘅原因，呢三種燃料各有各嘅反應堆。鈾-235 係而家世界上最主要嘅核燃料，通常用喺輕水式反應堆。鈾-238／鈈-239就用喺液態鈉快中子增殖反應堆（liquid sodium fast breeder reactors）同加拿大 CANDU 重水鈾反應堆。釷-232／鈾-233最適合熔鹽反應堆。

最先係歐枌溫伯格喺橡樹嶺國家實驗室研究熔鹽反應堆。成功設計、起兩個反應堆嘅初型，重用得嘅；就係1954年嘅飛機實驗反應堆（Aircraft Reactor Experiment）同1965年到69年嘅熔鹽反應堆實驗，兩個試驗堆都用咗液體氟化鹽燃料。個實驗計劃喺1970年代頭收擋，溫伯格畀人抄魷。而美國嘅熔鹽反應堆研究一直停滯不前。時至今日，呢兩個就係史上唯一嘅熔鹽反應堆。

好處

LFTR 比傳統嘅鈾輕水反應堆有更多優勢：

• 內在嘅安全：
• 穩定冷卻劑
• 低壓操作
• 冇壓力積埋
• 慢熱
• 核心安全保障
• 核廢料年期短
• 副產品做唔到核武
• 大把釷：
• 高效率反應堆
• 唔使提練：鈾-235少過1%，所而提練先用得。釷-232 唔要提練。