夠中國用2萬年！我國攻克世界級難題，搶先美國打造 “無限能源”

2025年11月，甘肅武威的戈壁灘上傳來一則重磅消息，我國建成的2兆瓦釷基熔鹽實驗堆順利完成釷鈾燃料轉換，一舉成為全球范圍內唯一實現穩定運行的同類型反應堆。

這個藏身地下的裝置看著其貌不揚，卻讓美國、印度等一眾國家艷羨不已。我國釷資源探明儲量約100萬噸，按能量換算下來能供能數萬年，這個驚人數字究竟是如何測算的？我們是否真的手握破解能源困局的關鍵鑰匙？

打破傳統核電依賴水源的限制

我們先從傳統核電的選址痛點說起，傳統核電站對水源的依賴近乎苛刻，必須建在沿海區域或者大江大河沿岸，核心原因就是需要巨量的水來為反應堆降溫。

當年福島核事故的爆發，正是因為海嘯切斷了冷卻水供應，最終導致堆芯熔毀的嚴重后果。而釷基熔鹽堆徹底改寫了這一規則，它采用熔融的氟化鹽，既承擔燃料載體的角色，又兼任冷卻劑，能在600到700攝氏度的環境下實現常壓運行，全程不需要一滴冷卻水。

武威的這座實驗堆，早在2023年10月就實現了首次臨界，2024年6月便達到了滿功率運行狀態。

整個裝置都深埋在地下，堆芯底部還特意設計了冷凍塞，原理和家用冰箱的冷凍室相近。一旦反應堆內部溫度失控，冷凍塞就會融化，熔鹽會依靠自身重力自動流入地下安全罐，溫度下降后就會凝固成固體，將放射性物質徹底鎖死。

這種設計讓反應堆具備了被動安全特性，即便發生事故，也無需外部電源和人工干預就能自動停堆。這么看來，這項技術最大的價值就是突破了地理條件的限制。我國西北地區光照充足、土地廣袤，卻面臨嚴重缺水的困境，傳統核電站根本沒有落地的可能。

而釷基熔鹽堆可以直接部署在新疆、內蒙古等地，和當地的光伏、風電形成能源組合。白天靠太陽能發電，到了晚上就由熔鹽堆接力，剛好解決了新能源發電不穩定的老大難問題。

材料腐蝕難題攻克

美國其實早在上世紀就接觸過熔鹽堆技術，1965年就在橡樹嶺國家實驗室建成了相關裝置，可到了1973年卻突然宣布關停。

當時的技術人員發現，700攝氏度高溫的熔鹽腐蝕性極強，就像強酸一樣會侵蝕管道和容器，普通鋼材幾分鐘內就會被溶解，根本找不到能長期耐受的材料。這道技術難題卡住了美國整整30年，最后只能無奈放棄，轉而研究其他堆型。

我國科學家在2011年啟動釷基熔鹽堆專項時，直面的就是這道世界級難關。上海應用物理研究所的團隊投入大量精力，做了成百上千次實驗，反復測試各類合金配方在熔鹽環境中的表現。

直到2018年，終于研發出一款新型鎳基合金，這種材料在700攝氏度的熔鹽中浸泡5年，腐蝕深度僅0.5毫米，耐腐蝕性能是國際同類材料的10倍。

解決了材料難題后，整個技術鏈條才算徹底打通。從熔鹽化學配方的優化、燃料在線處理技術的突破，到主泵的定制化設計和換熱器的精準制造，近百家科研機構聯手協同攻關，關鍵設備的國產化率達到了100%。

2024年10月，這座實驗堆完成了全球首次熔鹽堆加釷操作，釷-232在堆內吸收中子轉化為鈾-233的完整過程得到了驗證。美國在2023年才宣布重啟熔鹽堆研究，可他們的實驗堆最快也要到2030年才能建成，技術積累至少比我國落后5到7年。

釷資源儲量支撐萬年使用

話說回來，釷資源能支撐數萬年使用的說法，可不是空穴來風。我國釷資源探明儲量約100萬噸，單是內蒙古白云鄂博礦區就占了22萬噸。我們可以算筆直觀的賬，1噸釷通過核反應釋放的能量，足足抵得上350萬噸標準煤。

按照我國目前每年消耗50億噸標準煤的能源消費規模計算，這些釷資源理論上能供能約7萬年。即便考慮實際轉換效率和未來能源需求的增長，保守估算也能用上2萬年以上。

更關鍵的是，釷大多是稀土開采的伴生品。白云鄂博礦區本就是全球最大的稀土礦，在開采稀土的過程中，每提煉1噸稀土就能順帶獲取約300克釷，幾乎不需要額外投入成本。這種獨特的資源稟賦，讓我國在釷基核能領域占據了得天獨厚的優勢。

要知道全球70%的釷儲量都集中在我國，而鈾礦儲量我們僅占全球不到2%，還得大量依賴進口。對比傳統核電站常用的鈾燃料，釷資源的全球分布更均勻，總儲量是鈾的3到4倍。

印度、東南亞、非洲等不少國家鈾礦稀缺，但釷資源十分豐富。我國如果能實現釷基熔鹽堆的商業化，就能向這些地區輸出相關技術和設備，幫助他們建設不依賴鈾進口的核電站。而且釷-232本身無法直接制造核武器，整個燃料循環過程也不會產生可用于武器的钚-239，從源頭上規避了核擴散的風險。

商業化應用還有哪些坎要過

說白了，實驗堆的成功只是驗證了技術可行性，距離大規模商業化應用還有一段不短的路要走。按照既定規劃，2025年要在武威開工建設10兆瓦級研究堆，核心任務是測試高功率、長時間運行狀態下的設備可靠性。

2030年前要建成百兆瓦級示范堆，只有達到這個功率級別，才能真正實現并網發電，同時為工業用戶提供供熱和制氫服務。2035年則要實現商業化運行，屆時釷基熔鹽堆能否在經濟性上和傳統核電、煤電抗衡，將是關鍵考驗。

當前釷基熔鹽堆的建設成本，要比傳統壓水堆高出20%到30%，主要花銷在特種合金材料和定制化設備上。不過它的運營成本有明顯優勢，燃料價格低廉、無需搭建大型冷卻系統、核廢料處理成本也更低，長期核算下來反而可能更劃算。如果能實現關鍵材料和設備的批量化生產，建設成本有望大幅下降。

產業鏈培育也是待解決的問題。雖然近百家科研機構參與了實驗堆的建設，但真正具備商業化生產能力的企業還比較少。從核級石墨、高溫合金到氟化鹽提純，每個環節都需要培育專業的供應商。中核集團、國家電投等央企已經開始布局相關領域，但要形成完整的產業鏈，至少還需要5到10年的時間。

2035年如果能順利實現商業化目標，我國能源版圖將新增一個重要選項。