放射性元素在衰变时会产生热量。核电站利用这一过程发电，通常用水来稳定温度。但在停电期间，需要泵来维持流动的 H2O 无法始终防止堆芯熔毁。熔盐反应堆则使用熔融的氟化锂和钾来控制热量，它有一个故障安全机制：如果电力中断，一个塞子会熔化，导致盐渗入安全排水沟并围绕铀凝固，从而防止过热。在开发陷入数十年沉寂之后，从中国到丹麦等国家都在建造新的熔盐反应堆。以下是它们的工作原理。
1. 反应堆容器
铀漂浮在这个容器内的熔融氟化物盐的稳定浴中。当放射性原子分裂时，它们的裂变会将容器稳定地加热到 1300 华氏度（约等于地幔岩浆的温度）。
2. 主热交换器
反应堆容器两侧的管道将热量传递给中间管道，中间管道充有清洁的熔盐。未受污染的物质可以在不产生额外放射性废物的情况下携带能量。
3. 冷却剂盐泵
这些泵将热交换器中的清洁盐从放射性反应堆容器移开，并将其输送到位于独立建筑内的蒸汽发生器。这会将危险物质限制在一个单独的、隔离的位置。
4. 蒸汽发生器
炽热的盐将水加热成蒸汽，蒸汽驱动涡轮机发电。一个熔盐反应堆每小时可能能够产生 500,000 千瓦的电力，足以供 45 个美国家庭使用一年。
5. 排水箱
受污染的反应堆盐和放射性气体被过滤到废物处理系统中。这些材料只需要几百年就会失去危险性——相比之下，传统反应堆副产品的危险性可持续数十万年。
本文最初发表于《大众科学》2018 年 1 月/2 月刊的“动力”特刊。
