釷基熔鹽堆真能產鈾？中國核能突破，核心設備實現100%國產化

現如今，核電事業在全球發展的如火如荼。無論是發達國家還是發展中國家，都將核電作為未來能源的基石來打造。隨之而來的，便是各式各樣核電站的誕生。

今天咱們要講到的主角，就是一類特殊核電站。據說它的原料來自稀土廢料，一旦產業盤活，未來或將帶動1.5萬億能源市場。

情況真的是這樣嗎？究竟是什么核電站能有這么大能量？

能高效產鈾的稀土“副產品”

開頭提到的這類核電站，就是釷基熔鹽核反應實驗堆。至于它為什么這么強悍，這就得從釷元素的性質開始說起了。

釷，化學符號為Th，作為放射性元素的它，常常與稀土金屬伴生。

當然了，盡管與稀土朝夕相處，但釷并不屬于稀土的范疇。作為獨立的錒系金屬元素，其原子結構和化學性質，都與稀土有著巨大的差異。

在自然狀態下，釷一般會和稀土黏在一起，每當開采稀土時，就順帶把它給挖出來了。

而在提煉稀土的過程中，釷又會作為“副產品”被分離出來。當分離的量越來越多，釷也就慢慢高產化了。

這時候可能很多人會問了，既然不是稀土，那釷究竟有什么用？嚴格來講，釷確實沒用，但由釷變成的鈾，就極其有用了。

從基本原理來看，最初的釷-232，會通過吸收中子變成釷-233。而釷-233又會經β衰變，釋放電子，變成鏷-233。

隨著時間的推移，鏷-233又會經歷再一次β衰變。到了這時候，鈾-233也就誕生了。

有了鈾-233，接下來就好辦了。鈾-233會通過核裂變釋放大量熱能，而這些熱能，又會將液態氟化鹽加熱到極致，變成一堆高溫熔鹽。

緊接著，熔鹽又會通過換熱器加熱冷水，直至冷水燒開。當產生的高壓蒸汽足夠多時，汽輪機就能帶動發電機發電了。

可以說，這場能量轉化的本質，其實就是“燒開水”。雖然過程復雜了點，但內核萬變不離其宗。

釷基熔鹽堆的能量密度有多高？

說完了釷基熔鹽堆的原理，咱們再來了解一下我國在這方面的進展。

2021年，在甘肅武威民勤縣紅沙崗工業集聚區的戈壁灘上，我國完成了2兆瓦液態燃料釷基熔鹽實驗堆的主體工程建設。

2023年10月，該實驗堆首次實現了臨界反應。2024年6月，設備直接達到滿功率運行。

到了2025年11月，該反應堆終于實現了釷鈾核燃料的轉換。這一刻，便預示著我國的釷基熔鹽堆項目，取得了圓滿成功。

有意思的是，相比于其他核反應堆而言，它還有個冷凍塞安全閥。

根據研發人員介紹，在反應堆的底部，存在一個被冷凍鹽堵住的管道。一旦系統過熱或者停電，冷凍塞就會自動熔化，在這種情況下，管道也就打開了。

管道打開以后，反應堆里的液態核燃料，會順著重力全部流入地下的應急儲存罐。如此一來，核反應也就自然終止。

可以說，該過程中完全由物理規律控制，無需人工干預或外部電源。有了這層保險栓以后，釷基熔鹽堆就能徹底杜絕福島核電站這類事故了。

據測算，這1噸鈾釷產生的能量，相當于200噸鈾或350萬噸煤。一旦用它發電的話，預計每度電的成本只有0.1元，僅僅相當于目前燃煤發電成本的1/3到1/4。

倘若將其規模化、攤平成本的話，未來有望降至每度電5分錢。不得不說，在能量密度開發這方面，釷基熔鹽堆還真是少有的天賦型角色。

不僅能發電還能供熱

你以為它僅僅只是用來發電？不不不，反應堆在運行時，還能輸出650-700度的高溫。有了這些高溫余熱，那利用的途徑可就多了去了。

首先，它可以用來造氫氣。熟悉化學的小伙伴都知道，只需700度的高溫，就能打破水或甲烷的化學鍵。當氫原子脫離氧/碳原子之時，便是分離氫氣之日。

其次，它還能給化工生產提供高溫工藝熱。

眾所周知，常見的石油制乙烯、合成氨等反應，都需要高溫才能突破壁壘。而咱們提到的釷基熔鹽堆，恰恰能產生高溫。既然一個有需求，一個有剩余，這互補不就來了嗎？

當釷基熔鹽堆產熱以后，工作人員直接用液態鈉、氦氣等冷卻劑來吸收，然后通過特殊設備，傳遞給工廠生產系統。如此一來，就能幫助那些化學反應突破壁壘了。

第三，這多出來的熱量，還能給用來給城市供暖。

按照研發人員的描述，釷基熔鹽堆產生的熱量，會通過換熱系統變成熱水/蒸汽，而后再經城市供暖管網送到千家萬戶。這樣一來，就能替代傳統的燃煤、燃氣鍋爐供暖了。

你以為這就完了？釷基熔鹽堆的作用遠不止此。現如今，許多太陽能、風能設備，只能靠天吃飯。一旦太陽不大，風也不大，那發電效率就不敢恭維了。

當它們發不出電的時候，釷基熔鹽堆恰恰可以頂上，形成一個核光風儲互補系統。在這種情況下，咱們的電網就能穩如老狗了。

可以說，釷基熔鹽堆的用途多種多樣。一旦這類項目成規模發展，未來絕對能造福千萬家。

也正因如此，所以我國早就搶占了釷基熔鹽堆的開發先機。此前，國家能源局就計劃于2025年，啟動首批商業堆的建設。光是首批投資額，就達到了200億。

高盛也曾做過預測，到2035年，全球釷基熔鹽堆的市場規模，將達到1.5萬億元。而中國憑借技術優勢，或將占據60%以上的份額。

這樣看來，待釷基熔鹽堆市場一激活，咱們立馬就能騰龍直上，一躍成為全球釷基熔鹽堆巨擘了。

國內無數企業的技術結晶

那么問題來了，中國憑啥有這份底氣呢？釷基熔鹽堆真有這么好造嗎？

釷基熔鹽堆確實不好造，但在強大的中國制造面前，一切難題都會被攻破。就拿甘肅武威那個反應堆來說，它的整體國產化率就超過了90%，核心設備更是100%國產化。

尤其是材料方面，幾乎是中國的拿手之作。畢竟熔鹽堆內部要承受700+的高溫及高腐蝕，你材料不做強一點，這反應堆能穩得住？

當然了，這其中也少不了無數企業的共同攻堅。比如上大股份，就研發出了耐高溫/腐蝕的GH3535高溫鎳基合金。還有華菱鋼鐵，也研發出了SA738Gr.B核電鋼做為安全殼。

其他像久立特材，還研發出了高溫合金無縫管用來輸送熔鹽。至于西部材料和方大碳素，更是分別提供了核級鋯材和核級石墨，給釷基熔鹽堆加油助力。

除了作為“鎧甲”的材料以外，作為“心臟”的設備也是無數企業的合力之作。比如像反應堆壓力容器這等核心主體設備，就是由上海電氣和東方電氣打造而成的。

而控制棒驅動機構、主容器、余熱排出系統這三樣，則分別由浙富控股、寶色股份、海陸重工三家提供。

可以說，釷基熔鹽堆這套系統看似簡單，實則匯聚了國內上百家企業的技術精華。當大家紛紛出力出技術的時候，這套“釷基萬龍甲”便閃亮登場了。

正式擺脫對國外的鈾依賴

這時候可能又有人會問了，咱們已經有這么多核電站了，為啥還要新設釷基熔鹽堆？這不是浪費嗎？

其實吧，釷基熔鹽堆的建造，不僅僅是為了發電，更是為了不被國外的鈾資源給卡脖子。

很多人可能不知道，咱們以前是貧鈾國。在2009年的時候，我國當時探明的鈾儲量只有17.4萬噸，年產不足1800噸。相比于其他國家動輒百萬噸的鈾儲量，完全是九牛一毛。

也正因如此，所以直到2020年，國內核電站中80%的鈾，都得靠進口。

近些年來，隨著核電、軍工事業的發展，國內對鈾資源的需求開始暴漲。

然而，就在這個關鍵時刻，各種國際博弈和地緣沖突，打亂了鈾供應鏈，導致全球鈾價暴漲。在這種情況下，咱們的鈾缺口就岌岌可危了。

根據當時的測算，一旦鈾運輸線被切斷的話，國內核電站僅能維持一年半的運轉。可見，當時的“鈾焦慮”，完全是懸在我國頭頂的一把達摩克利斯之劍。

面對這個問題，我國不僅沒有退縮，反而迎難而上，一步步解除國內的鈾資源詛咒。

比如開發“國鈾一號”項目，用地浸法高效開采低品味礦。除了深耕國內，我國還海外布局，參股哈薩克斯坦、納米比亞等國的鈾礦。

現如今，我國更是研發出了釷基熔鹽堆，用來高效產鈾。當這一套連招打下來，我國基本上就已經實現鈾資源的初步自由了。

尤其是釷基熔鹽堆策略，更是我國的神來之筆。要知道，中國的釷探明儲量超過了100萬噸，儲量占到了全球70%。有了這么多釷資源作為儲備，還怕他國用鈾卡脖子？

專家表示，我國豐富的釷資源，足以支撐中國上千年的能源需求。既然老天爺都賞飯吃了，那咱就卻之不恭了。

從某種意義上來講，一旦開啟釷能時代，我國不僅能擺脫對國外的鈾依賴，甚至還能形成一個由中國主導的“釷能源共同體”。

真到了那個時候，在第四代核電技術領域，咱們就能徹底引領全球了。什么叫攻守易形，這就叫攻守易形。