中國用美國遺棄的理念，突破無限能源，也為核動力航母掃平障礙

核能發展至今不到70年，已經占到全球平均電力來源的10％，不過我國的核電占比就低了，僅有4.7%。

目前人類對核能的利用還只能用核裂變來發電，而核聚變才是無限能源。

核裂變是重原子核分裂為輕原子核，核聚變是輕原子核結合成較重的原子核而釋放能量。核聚變的能量平均是核裂變的4倍，提供的幾乎是無限清潔、安全和廉價的能源。

當前大陸運行的核電機組共56臺，占全國發電量的4.79%，使用的原料是鈾。一公斤鈾235釋放的能量相當于2700噸優質煤。

現在的問題是我們的鈾不夠用。我國鈾的自主產量約2000噸，占總體需求的比例不到20%，到2030年和2040年，我國對鈾的需求量將高達22600噸和43400噸，一旦被禁運，那就完蛋。

全球都在缺鈾，包括美國現在都在未雨綢繆，研究如何不從俄羅斯進口鈾。

鈾是最佳的核電站燃料，但不是唯一的，除了鈾，還有钚、釷、銫、鍶等。其中釷的含量巨大，地殼中釷的平均含有量是10.5ppm，而鈾的含量約為3ppm。釷的燃效非常高，理論上一噸釷可提供相當于200噸鈾或350萬噸煤所提供的電能。

但釷的提取成本和難度遠高于鈾，因此沒有國家把釷作為主攻方向或中途終止。

上世紀40年代，美國嘗到了核彈和核動力的甜頭，一發不可收拾，空軍試圖制造出核動力轟炸機這種“永不疲倦的鐵鳥”，真正實現全球的空中力量打擊，因此開始了資助研究，要求能量密度大，小型化。

1965年，美國橡樹嶺國家實驗室建成全球唯一成功實現釷基核燃料運行的反應堆，一直運行到1969年。

后期由于導彈的出現，遠程打擊成為現實，“永不疲倦的鐵鳥”不再是迫切的需要，再加上核原料供給緊張、提純成本過高、燃料消耗太大等問題，最終美國終止了釷基熔鹽堆的研發計劃。

美國人沒搞成的技術，未必沒有價值。因為現在的情況一般都是美國提出構思，我們負責實現。

而且相對于美國我們有得天獨厚的生產優勢。釷是一種伴生礦，它是獨居石礦的副產品，而獨居石礦就是我們所說的稀土礦。這對于別的國家是大難題，對于擁有稀土產業的我國而言，屬于數學題的解答已經到了最后幾步，完全是潑天的富貴。

而且我國“富釷貧鈾”，釷儲量豐富，我國已探明的釷儲量超過30萬噸，僅次于印度，排名世界第二，能夠使用兩萬年，實現釷基燃料的高效利用，對我國能源可持續發展的意義重大。

從這點講我們也是被逼出的一生才華，因此我國很早就把釷作為主攻方向。

上世紀70年代，我國就進行過釷的嘗試，但限于當時的科技、工業和經濟水平，不得不終止。

2011年，隨著國內各項技術的顯著提高，鈾礦資源平行替代的需求，以及釷基熔鹽堆的各項絕對優勢，我國再次啟動了釷基熔鹽堆核能系統的研究和建設，整合了中科院上海應用物理所，上海有機所、上海高研院、長春應化所、金屬所等 10 家院內外科研單位參與。

釷基熔鹽堆有如下優勢：

一是建設成本低。

釷基熔鹽堆使用的高溫熔鹽，本身是液態流體，可以作為反應堆冷卻劑，而且這種熔鹽具有高溫低壓的特性，不需要高強度的壓力組件。沒有壓力組件意味著不需要使用沉重而昂貴的特種材料，減少附屬裝置，實現反應堆的小型化和輕便化。

二是更節能、更高效。

釷能實現燃料的高效利用，減少了核廢料產生，更節能，經濟效益也更高。

三是使用場景更廣泛。

我國現在的核電站全部修建在海邊，目的是為了用海水冷卻。釷基熔鹽堆采用非水冷技術，也不需要水來吸收核輻射，對水資源的消耗很少，突破了限制，可以修建在內陸，甚至干旱地區同樣也能修建。

四是安全性更高。

為什么說熔鹽安全呢？切爾諾貝利爆炸就是因為用的是水冷反應堆，出事故的核心原因是冷卻水不足后氣化成高溫高壓水蒸氣，突破壓力容器的臨界點時，爆炸發生。

釷基熔鹽堆在運行過程中幾乎不會氣化。因為我們使用的熔鹽是氟鹽，熔點550℃，沸點1400℃，在常壓下工作溫度可高達700℃。可以說熔鹽堆里的工作氣壓跟我們日常的生活環境沒有區別，都是一個大氣壓。

所以釷基熔鹽堆自身不產生壓力，那么即便泄漏也不會爆炸。它的泄漏也就是液態的熔鹽慢慢流出來。因此我們只需要提前在下方修建一個儲罐，讓泄漏的熔鹽自行流入儲罐，冷卻后凝固成固體，鏈式裂變反應也自動停止，不會發生堆芯熔化，更不會發生核物質四處擴散的情況。

這是因為釷基熔鹽堆的核燃料是液體，跟熔鹽混合在一起的，不會像固體燃料那樣集中在一個區域反應，無法移動或自行分離。當泄漏的熔鹽流下來冷卻后，正好就把液體里面的核燃料物質包裹了，起到自動隔離作用，功效等同于自動阻燃的滅火。

所以說釷基熔鹽堆有人類“終極能源”一說。至于清潔方面則毋庸置疑，熔鹽堆能做到零碳排放。

另外，據測算，釷基熔鹽堆的放射性很弱，對工作人員的危害性很小。

2017年4月，甘肅省武威市與中科院簽訂了在該市民勤縣建設釷基熔鹽堆核能系統項目的戰略合作協議，總投資220億元。2018年9月該項目開工建設，2019年建成了世界首臺縮比熔鹽仿真堆，目的是檢驗新開發的合金，是否能承受1000度的高溫和氟化鹽的腐蝕。

美國首次開發時憑借自己卓越的航空技術，搞出了一種鎳基合金，這種合金的耐蝕和耐高溫強度比一般的鐵基合金都更好，美國航空發動機的核心轉子均是使用這種合金。

后來美國放棄了釷基熔鹽堆研究，這種合金被擱置，我國后發制人，在鎳基合金上引入納米技術，讓這種材料的性能更進了一步。

這座仿真堆的主體工程在2021年完工，2兆瓦液態燃料釷基熔鹽試驗堆投入運行。在運行兩年后，2023年6月7日，中國國家核安全局頒發了該項目的運行許可，準許其進行裝料、調試和試運行，并網發電。

如今，相關測試完成，我國計劃在2025年開建全球首座10兆瓦釷基熔鹽堆核電站，2029年建成，實現首次臨界并滿功率運行。

不僅如此，這項技術已運用到船舶。2023年末，中國船舶集團有限公司旗下江南造船（集團）有限責任公司發布了全球首型、世界最大24000TEU級核動力集裝箱船船型，全長就已經達到400米，可承載19100個標準集裝箱。

這么大的船，自然需要不一般的動力。如果使用傳統的化石燃料，能效低，反觀釷基熔鹽堆，動力持久，裝置小，產能綠色，技術安全，自然是大型船只動力的不二選擇。

我國在這類船上已采用了我國的第四代核電技術——釷基熔鹽反應堆的設計方案，該方案獲得了挪威船級社頒發的原則性認可證書。

該反應堆原理是采用中子源轟擊釷-232以使其在β衰變后變成裂變材料鈾-233的核裂變產生反應堆能量，經一、二回路的氟化鹽作為介質傳導、冷卻熱量，再傳遞給使用純水或者二氧化碳作為介質的三回路以導出熱量給汽輪機用于發電，再經電動機帶動螺旋槳推進船艦移動。

釷基熔鹽反應堆安全性高，唯一的缺點是作為傳熱介質的氟化鹽對于容器和回路管路的腐蝕性較強，該船型需每15~20年進行一次動力維護。

所有的核動力都不是一勞永逸的，都要定期進行維護和更換。美國的尼米茲級核動力航母每隔24年會進行一次為期2.5年的大修，主要是更換反應堆。

韓國媒體對此是一片哀嘆，還能拿什么和中國競爭？

韓國造船業在我國的競爭中已經落于下風，隨著這種核動力大型船只的推出，韓國想買都買不到這種動力源，其造船業必將日薄西山。

江南造船廠是我國大型軍艦乃至航母搖籃。江南造船廠制造的這艘核動力集裝箱船是排水量近24萬噸的龐然大物，相當于兩艘12萬噸級的航空母艦。

我國能把第四代堆型熔鹽反應堆用在集裝箱船上，把它變成我國航母的新一代核動力，自然也不是問題。

相信我國的新一代航母和一直未投入使用但未露面的95和96型核潛艇必然裝備的是這種釷基熔鹽反應堆動力裝置。不要忘了，我國的科技方針雖然是軍民結合，但一定是軍用優先，既然民用都敢公諸于世向外出售，軍用自然已不在話下了。