俄罗斯开发锂-7氟化物生产技术推进熔盐堆发展

锂-7氟化物生产技术的发展被视为俄罗斯未来拟建熔盐堆的关键一步。

目前俄罗斯尚无锂-7(Li-7)氟化物的工业化生产，尽管隶属于Rosatom的Novosibirsk化学浓缩厂生产锂-7氢氧化物，这是锂-7氟化物的原材料。

Rosatom表示，已开发的工艺采用固相合成法，“消除了宝贵锂同位素的损失，并最大限度地减少了含氟废物的产生量，使生产更加环保”。锂-7氟化物将用于熔盐堆的冷却剂。

Rosatom化学部门总经理Mikhail Metelkin表示，开发该技术是“实现行业创建熔盐堆这一宏伟目标的重要一步，也是通往可持续和安全的能源未来的重要里程碑。未来，我们的研发中心可以将该技术扩大规模，建立年产能高达一吨的生产设施”。

今年7月，Rosatom表示已完成熔盐堆设计工作的第一阶段。该设计阶段预计将持续至2027年，将包括反应堆装置和初始燃料制备综合设施的技术设计。

该项目计划使用循环熔盐燃料。意图是继续进行研发工作，为设计文件中的技术方案提供依据，并预计在原型反应堆启动后继续扩大技术规模，目标是在2031年启动原型堆。

这是俄罗斯更广泛的联邦项目“先进能源系统新材料和新技术”发展的一部分，也是该国实现闭式燃料循环目标的一部分。

背景

根据世界核学会关于锂的信息文件，Li-7在核电中有两个重要用途，因为它对中子相对透明。作为氢氧化物，少量用于压水堆(PWR)冷却系统中作为pH稳定剂，以减少一回路系统的腐蚀。作为氟化物，预计在熔盐堆中将有更大的需求。对于这两种用途，都必须是纯度非常高的Li-7，否则会通过中子俘获形成氚。

信息文件称：“作为氟化物，Li-7用于构成大多数正在重点开发的熔盐堆冷却剂盐的氟化锂和锂铍氟化物中。需要极高的纯度，高达99.995%的Li-7。在大多数情况下，冷却剂盐中也溶解有燃料。这类氟化物盐即使在赤热状态下也具有极低的蒸气压，比同体积的水携带更多热量，具有良好的传热性能，中子吸收率低，不受辐射损伤，不与空气或水发生剧烈反应，并且某些盐对一些常见的结构金属呈惰性。

“压水堆冷却系统对Li-7的世界年需求量约为1吨，其中美国65座压水堆每年约需400公斤。当熔盐堆建成时……根据某些设想的建设计划，Li-7的需求量可能轻易达到每年250吨。”

熔盐堆可以“燃烧”次锕系元素，如镅、锔和镎，这些是乏燃料中发现的一些最危险和长寿命的放射性成分。这有可能显著减少核废物的产生和活性，并简化其最终处置。