近日，位于甘肅武威戈壁灘上的釷基熔鹽堆實(shí)現(xiàn)釷鈾轉(zhuǎn)換，成為國際上唯一運(yùn)行并實(shí)現(xiàn)釷燃料入堆的熔鹽堆，這也標(biāo)志著中國在第四代核能技術(shù)領(lǐng)域站上領(lǐng)跑位置。這座誕生于沙漠的科學(xué)裝置，正悄然改寫全球能源格局。
2025年10月24日在甘肅省民勤縣航拍的2兆瓦液態(tài)燃料釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆廠房。新華社記者 金立旺 攝
一、中國為何要開辟核能技術(shù) “新賽道”？
開辟以釷基熔鹽堆為核心的核能新賽道，是中國基于能源安全、產(chǎn)業(yè)升級(jí)與全球競爭的戰(zhàn)略抉擇。
我國鈾資源長期對(duì)外依存度較高，鈾資源匱乏成為制約中國核能發(fā)展的 “緊箍咒”，而釷資源尤為豐富。更具優(yōu)勢(shì)的是，我國釷礦多為稀土開采的伴生副產(chǎn)品，相當(dāng)于 “開采稀土附贈(zèng)釷資源”，既能降低燃料成本，又能實(shí)現(xiàn)資源增值利用。
中國通過14年攻關(guān)實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室到工程驗(yàn)證的跨越，核心設(shè)備100%自主可控，在釷基熔鹽堆這一空白賽道實(shí)現(xiàn) “換道超車”，有望主導(dǎo)全球新一代核能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與產(chǎn)業(yè)格局。
二、相較傳統(tǒng)核電站，釷基熔鹽堆具備哪些優(yōu)勢(shì)？
作為第四代核裂變反應(yīng)堆的核心代表，釷基熔鹽堆在資源、安全、選址等方面實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)核電的顛覆性突破。
2025年10月23日，中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，科研人員正在放置用于建設(shè)液態(tài)燃料釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆的實(shí)驗(yàn)樣品。新華社記者 金立旺 攝
資源優(yōu)勢(shì)明顯
目前全世界運(yùn)行的核反應(yīng)堆絕大多數(shù)是熱堆，即由熱中子引發(fā)裂變反應(yīng)。熱堆消耗的主要核燃料是鈾235，而自然界中鈾235的蘊(yùn)藏量僅占鈾蘊(yùn)藏總量的0.71%。我國已探明鈾資源量約為17.14萬噸，在世界上排名第10位。
與之形成鮮明對(duì)比的是我國豐富的釷資源。中國已探明釷資源工業(yè)儲(chǔ)量達(dá)28萬噸，僅次于印度，位居世界第二。1噸釷裂變產(chǎn)生的能量抵得上200噸鈾，相當(dāng)于350萬噸煤炭。按當(dāng)前能耗計(jì)算，我國內(nèi)蒙古白云鄂博礦區(qū)現(xiàn)有釷資源儲(chǔ)量可滿足我國長達(dá)數(shù)千年的能源需求，從根本上擺脫對(duì)進(jìn)口核燃料的依賴。
安全更有保障
傳統(tǒng)核電因依賴水冷卻，存在堆芯熔毀引發(fā)核泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。如1986年的切爾諾貝利核事故和2011年的日本福島核事故，因核燃料坍縮到臨界質(zhì)量而導(dǎo)致泄漏，對(duì)當(dāng)?shù)氐淖匀簧鷳B(tài)造成了很大的影響。
但釷基熔鹽堆，卻像一位自帶“干糧”的沙漠探險(xiǎn)家，因其自身的安全性完全顛覆了這套“生命維持系統(tǒng)”。它采用的高溫熔鹽，本身就能在600-700攝氏度的高溫下保持穩(wěn)定液態(tài)，是完美的“熱量搬運(yùn)工”。
當(dāng)熔鹽堆內(nèi)熔鹽溫度超過預(yù)定值時(shí)，設(shè)在底部的冷凍塞將自動(dòng)熔化，攜帶核燃料的熔鹽隨即全部流入應(yīng)急儲(chǔ)存罐，使核反應(yīng)終止。由于冷卻劑是氟化鹽（同時(shí)攜帶燃料），冷卻后就變成了固態(tài)鹽，這使得核燃料既不容易泄露，也不會(huì)與地下水發(fā)生作用而造成生態(tài)災(zāi)害。
選址更加靈活
傳統(tǒng)核電站是“喝水大戶”，一座百萬千瓦級(jí)機(jī)組每小時(shí)需消耗數(shù)千噸冷卻水，因此必須建在沿海或大江大河沿岸。
釷基熔鹽堆擺脫了水資源束縛，甘肅民勤沙漠中的實(shí)驗(yàn)堆便是最佳例證。這意味著核電可深入內(nèi)陸干旱地區(qū)，依托當(dāng)?shù)剽Q資源建立能源基地，實(shí)現(xiàn)“戈壁變綠洲”的能源布局革命。
三、釷基熔鹽堆距離商業(yè)化運(yùn)營還需多久？
釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆的建成并首次實(shí)現(xiàn)釷鈾核燃料轉(zhuǎn)換，為其實(shí)驗(yàn)堆、研究堆、示范堆“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略從“藍(lán)圖”轉(zhuǎn)化為“施工圖”奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
中國科學(xué)院上海應(yīng)物所透露，下一步將通過與中國能源領(lǐng)域領(lǐng)軍企業(yè)深度合作，共建釷基熔鹽堆產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈，目標(biāo)是2035年建成百兆瓦級(jí)釷基熔鹽堆示范工程并實(shí)現(xiàn)示范應(yīng)用，并加速技術(shù)迭代與工程轉(zhuǎn)化，為國家提供安全可靠的釷基能源發(fā)電新路徑。
隨著技術(shù)逐步成熟，釷基熔鹽堆正從實(shí)驗(yàn)走向產(chǎn)業(yè)化，未來有望與太陽能、風(fēng)能、高溫熔鹽儲(chǔ)能、高溫制氫、煤氣油化工等產(chǎn)業(yè)深度融合，構(gòu)建多能互補(bǔ)低碳復(fù)合能源系統(tǒng)，可為我國能源安全提供全新解決方案。
資料來源：新華社、央視、經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)、中國新聞網(wǎng)、國家核安全局
