够中国用2万年！中国攻克世界级难题，领先美国建造无限能源

2025年11月，中国科学院宣布，位于甘肃武威的2兆瓦液态燃料钍基熔盐实验堆首次实现了钍铀核燃料转换，成为全球唯一运行并实现钍燃料入堆的熔盐堆。

这一突破意味着中国在第四代核能技术领域已经取得国际领先地位。钍基熔盐堆所使用的钍资源，在我国储量丰富，已查明工业储量约28万吨二氧化钍，其中77%集中于包头白云鄂博稀土矿区。这些数字背后，是一个国家在战略资源上的底气。

钍是一种银白色的重金属，在自然界中的含量是铀的3-4倍。过去，钍长期被视为稀土开采中的副产品，甚至被当作废料堆放。直到钍基熔盐堆技术的出现，这种边缘角色才一跃成为能源赛道的“王牌燃料”。

从能量密度角度看，1吨钍发出的电量相当于200吨铀或350万吨煤。这种巨大的能量密度优势，让钍基熔盐堆成为未来能源体系中的重要选择。科学家们曾比喻：“一块拳头大小的钍，足以支撑一个大型城市数日的用电需求。”

与传统核电站相比，钍基熔盐堆的工作原理截然不同。传统核电站犹如一个巨型“高压锅”，依赖固体铀燃料棒和大量冷却水，一旦失控，后果不堪设想。

而钍基熔盐堆则将核燃料从固态变为液态，让钍溶解在氟化盐熔液中，在常压下缓缓流动、持续释能。

安全是钍基熔盐堆最突出的特点。反应堆底部设有一道“冷冻塞”，由冷却盐构成。一旦系统温度异常，冷冻塞自动熔化，熔盐全部流入应急储存罐，核反应即刻停止。这种被动安全设计，彻底杜绝了堆芯熔毁的风险。

钍基熔盐堆还具备无水冷却的优势。它无需依赖大型水体进行冷却，仅靠空气散热即可运行，因此可建在沙漠、戈壁等缺水地区。这一特性对中国广袤的西部地区来说，打开了能源布局的新天地。

钍基熔盐堆的技术研发并非一帆风顺。早在1965年，美国就建造了世界首个液态燃料实验堆，证明了钍基熔盐技术的可行性。然而，因钍不适合制造核武器，加上材料腐蚀问题难以突破，美国于1973年放弃了该项目。

中国对钍基熔盐堆的研究始于1970年代的“728工程”。当时，科研人员面对技术难题无计可施，材料、工艺全被封锁，不锈钢管道在熔盐中短短三个月就被腐蚀穿孔，实验被迫搁浅。这一停，就是数十年。

转机出现在2011年，中国科学院将钍基熔盐堆列为战略性先导专项，集结全国顶尖力量攻坚最棘手的“腐蚀关”。

科研人员泡在实验室里，做了上千次试验，将镍基合金反复调配、测试，最终研发出新型材料。

2020年1月，实验堆正式开工建设；2023年10月11日，实现首次临界反应；2024年6月，首次达到满功率运行；2024年10月，完成世界上首次熔盐堆加钍实验。这一连串的技术突破，标志着中国在钍基熔盐堆技术上已经走在了世界前列。

钍基熔盐堆的价值不仅体现在发电方面。当它输出700摄氏度高温的那一刻，整条能源链都被重新定义。

高温蒸汽可直接用于海水淡化，一座反应堆每日可生产淡水20万吨。同时，高温电解水制氢的效率提升40%，成本逼近化石能源制氢。

在技术细节上，钍基熔盐堆采用液态燃料形式，核燃料均匀溶解于熔盐冷却剂中并随其循环流动，可在不停堆状态下完成燃料补充。

这种设计不仅提升了燃料的利用率，还大幅减少放射性核废物产生，是钍基熔盐堆的一个显著优势。

目前，实验堆整体国产化率超过90%，关键核心设备100%国产化，供应链自主可控。近百家科研机构参与攻克了实验堆设计、关键材料与设备研制、安装与调试及堆安全等方面的一系列技术难题。

钍基熔盐堆与可再生能源形成完美互补。光伏、风电不稳定，而熔盐堆可连续运行十年不换料，提供稳定的“基荷电源”。白天光伏发力，夜晚熔盐堆接力，这样的组合为中国能源转型提供了理想路径。

实验堆的运行数据正在不断积累。科研团队正围绕加钍后的关键科学问题开展系统研究，为下一步建设百兆瓦级示范堆做准备。根据计划，中国将在2035年左右建成百兆瓦级钍基熔盐堆示范工程并实现示范应用。

钍基熔盐堆的技术突破不仅是一项科技成果，更意味着我国在能源战略上拥有了更多选择。它让我们在面对国际能源市场波动时，能够更加从容应对，为国家能源安全提供了全新解决方案。