改寫核能史！全球唯一釷基熔鹽堆連續穩定運行，中國技術領跑世界

2025年4月，中國科學院上海分院披露重磅消息：位于甘肅省武威市民勤縣的熱功率為2兆瓦的液態燃料釷基熔鹽實驗堆（代號：TMSR-LF1）已實現連續穩定運行，成為目前全球唯一運行中的釷基熔鹽堆。這標志著人類在第四代核電技術上邁出關鍵一步。

不同于目前全球90%以上采用的鈾基壓水堆，釷基熔鹽堆以釷元素為燃料、熔鹽為冷卻劑。

該實驗堆自2018年破土動工以來，歷經八年攻堅，于2023年10月首次實現臨界反應，2023年12月成功發電，2024年6月達到滿功率運行，2024年10月完成世界首次熔鹽堆加釷實驗。

作為國際上公認的第四代核電技術代表，釷基熔鹽堆相較于傳統裂變堆擁有諸多革命性優勢。

首先是燃料優勢。全球釷資源儲量是鈾的3-4倍，而中國釷礦儲量又居世界前列，僅內蒙古白云鄂博礦的釷儲量就可供國內使用上千年，徹底打破鈾資源短缺的困局。釷本身不直接裂變，需在反應堆中轉化為鈾-233，但整個過程產生的放射性廢物比鈾基反應堆減少80%以上，且毒性衰減周期從數萬年縮短至數百年。

其次是安全優勢。熔鹽堆采用氟化鋰-氟化釷混合熔鹽作為燃料，燃料與冷卻劑合二為一，在600-700℃的常壓下運行，徹底摒棄傳統壓水堆的150個大氣壓高壓環境，不再需要用水做冷卻。傳統壓水堆一旦失壓易引發熔堆事故，而釷基熔鹽堆具有“被動安全”特性。如果反應堆出現故障，熔鹽可依靠重力自流至地下安全罐，衰變熱通過空氣自然冷卻即可消解，無需外部動力冷卻，從設計上杜絕了堆芯熔毀風險。而且液態燃料與熔鹽一體化流動，可"邊發電邊換料"，運行靈活性遠超固態燃料反應堆。

由于不需要用水做冷卻，熔鹽堆可以建在內陸干旱地區，比如甘肅武威的那個釷基熔鹽堆就建在戈壁荒漠，其核心反應裝置深埋地下，宛如給反應堆套上"金鐘罩"，既能抵御極端自然環境，又能利用戈壁的空曠地形實現安全隔離。

此外，熔鹽堆具有小型化潛力，可制成集裝箱式移動反應堆，為月球基地、火星探測提供穩定能源，助力我國航天強國建設。中國船舶集團發布的全球首型24000箱核動力集裝箱船，就采用熔鹽堆技術，安全性與經濟性均優于傳統船用反應堆。

中國釷基熔鹽堆的實驗堆-研究堆-示范堆"三步走"戰略正在穩步推進。目前熱功率2兆瓦液態燃料堆已完成全流程驗證，成為全球唯一運行中的釷基熔鹽堆；發電功率10兆瓦的小型模塊化研究堆，計劃2025年在甘肅武威動工建設，重點驗證高功率、高輻照工況下的關鍵技術，為大型商業堆提供數據支撐；示范堆計劃2030年前建成。此外，我國規劃到2035年建成5-10座商用釷基熔鹽堆。

這項技術的突破不僅源于科研人員的執著，更得益于國家對"顛覆性技術"的戰略布局。從2011年啟動“釷基熔鹽堆核能系統（TMSR）”國家重大科技專項到2025年全球唯一連續穩定運行，中國釷基熔鹽堆已有15年攻關史，在中科院上海應用物理研究所、中核集團等200多家單位的共同努力，攻克了一系列“卡脖子”技術。

例如，高溫熔鹽對管道和設備的腐蝕性極強，普通鋼材幾分鐘就會被溶解。為了讓釷基熔鹽堆擁有更長的運行壽命，降低維護成本，我國科學家研發出了可耐1000℃高溫的新型鎳基合金，將熔鹽腐蝕速率控制在每年0.1毫米以下，壽命較傳統材料提升10倍。