聚变锂资源充足性评估
聚变能无疑将在未来中国和世界能源供应中占据重要的地位.6Li是支持氘-氚聚变反应氚自持的基本原料,由于地球上可开采锂资源相对有限(折合1300万吨金属锂,美国地质调查局20114年统计),因此对未来聚变反应锂资源的充足性进行评估可以为聚变堆的发展与应用提供重要的参考.根据预测的聚变工业规模发展趋势,以单位功率锂资源消耗最少的液态增殖剂聚变堆FDS-Ⅱ为例,在聚变发展的第一阶段(2050-2100年,采用氘氚反应模式)建立的FDS-Ⅱ聚变堆在50年全寿命运行期间共需给料318万吨天然锂;即到2050年聚变堆进入商业化发展阶段时,非聚变工业锂资源累积消耗需小于982万吨.综合考虑传统工业和新型锂离子电池工业的锂资源需求的不同特点,评估了2015-2050年的非聚变工业的锂资源消耗.在不考虑锂资源回收的前提下,至2043年非聚变工业锂资源消耗达到982万吨;至2047年,1300万吨可开采锂资源量全部消耗完毕.从2030年开始,电动汽车行业的锂资源消耗将超过其他行业锂资源消耗量的总和,成为锂资源消耗的主导.最后本文提出由于电动汽车使用的锂离子电池容量较大,厂家具有完善的售后更换服务等因素,对电动汽车的锂离子电池进行锂资源回收,以实现锂资源的可持续利用势在必行.以典型的商用D-T聚变堆FDS-Ⅱ为例，假定D-T聚变技术商业运行时间为2050-2010年，根据预测的聚变工业规模发展趋势计算出D-T聚变堆的总体锂资源消耗，再依据非聚变工业对锂资源的消耗的特点计算出非聚变工业至2050年的总体锂资源消耗，与地矿调查得到的全球锂资源储量对比，分析2050年剩余的锂资源是否足以支持D-T聚变工业的发展，并给出了相应的解决策略。
聚变工业 锂金属 资源评估 可持续利用
王超 季翔 王永亮 倪木一 蒋洁琼 FDS团队
中国科学院核能安全技术研究所,中国科学院中子输运理论与辐射安全重点实验室,安徽合肥230031
国内会议
四川绵阳
中文
13-20
2015-09-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）