夠中國用2萬年！我國攻克世界級難題，搶先美國解鎖'無限能源'

地球上有一種神奇的金屬，它的儲量比鈾多得多，卻一直被當成廢料處理。這種金屬就是釷，一個聽起來陌生但實際上可能改變人類未來的元素。

中國在這個領域取得了歷史性突破，成功建造出全球首個穩定運行的釷基熔鹽實驗堆。簡單說，我們可能真的找到了傳說中的"無限能源"。這項技術到底有多厲害，能讓中國在能源競賽中領跑全球？

釷這個元素，說起來真的挺有意思。長期以來，它就像個被遺忘在角落里的孩子，明明有著巨大的潛力，卻沒人愿意理睬。

在自然界中，釷的儲量非常豐富，全球總量大概有600萬噸，而中國就占了其中的100萬噸，相當于全球儲量的70%。這是什么概念？按照目前的能源消耗速度，這些釷足夠中國使用數萬年。

相比之下，傳統核電站使用的鈾資源就顯得稀少多了。全世界的鈾儲量只有幾百萬噸，而且分布極不均勻，主要集中在澳大利亞、哈薩克斯坦等少數幾個國家。

更讓人頭疼的是，天然鈾中能夠直接用于核反應的鈾-235只占0.7%，其余99.3%都是不能裂變的鈾-238。

而釷就不一樣了，雖然天然釷本身不能直接裂變，但它可以通過中子轟擊轉化成可裂變的鈾-233，這個轉化過程相當高效。

更有意思的是，釷在地殼中的豐度是鈾的3到4倍。過去幾十年里，開采稀土礦時產生的大量釷廢料一直是個令人頭疼的問題，因為它們具有輕微的放射性，處理起來既麻煩又昂貴。

現在好了，這些曾經的"廢料"搖身一變成了寶貴的能源原料。可以說，釷基核能技術的發展，讓中國在能源資源方面獲得了得天獨厚的優勢。

早在1965年，美國橡樹嶺國家實驗室就建成了世界上第一個熔鹽堆裝置，那時候美國在這個領域可以說是絕對的領先者。這個實驗堆運行了好幾年，證明了釷基熔鹽堆技術的可行性。

美國人為什么要搞這個項目呢？當時正值冷戰時期，美國軍方對各種新型核技術都很感興趣。

熔鹽堆有個獨特的優點，就是可以在高溫下運行，而且不需要高壓環境，理論上比傳統的壓水堆更安全。更重要的是，釷基反應堆產生的廢料很難用來制造核武器，這對核不擴散來說是個好消息。

可惜的是，1973年美國突然決定關停這個項目。官方說法是遇到了材料腐蝕問題，熔鹽的強腐蝕性讓反應堆的金屬部件損壞嚴重，維護成本太高。

但實際上，還有一個更重要的原因：當時美國的核戰略重點是發展可以同時生產電力和武器級钚的快中子增殖堆，釷基反應堆在這方面沒有優勢。就這樣，美國放棄了這個本來很有前途的技術路線。

中國則完全不同。2011年，中科院啟動了釷基熔鹽堆專項研究計劃，這個決定顯示了中國對清潔能源技術的長遠眼光。

當時國際上對釷基技術的研究已經沉寂了幾十年，相關的技術資料和人才都很稀少。但中國科學家沒有被困難嚇倒，他們從零開始，一步步攻克各種技術難題。

熔鹽堆最大的技術挑戰就是材料問題。熔鹽在高溫下具有極強的腐蝕性，能夠侵蝕幾乎所有的金屬材料。

想象一下，反應堆內部的溫度高達600到700攝氏度，熔鹽就像一鍋滾燙的強酸，不斷地啃食著管道和容器壁。普通的不銹鋼在這種環境下幾個月就會被腐蝕穿孔。

當年美國人就是被這個問題難住了。他們嘗試了各種材料，包括哈氏合金、鉬合金等，但都沒能找到完美的解決方案。腐蝕問題導致反應堆需要頻繁停機維修更換部件，運營成本居高不下，安全風險也很大。

中國科學家采用了不同的思路。2018年，經過多年的研發，他們成功開發出了一種全新的鎳基合金材料。

這種合金的抗腐蝕性能是國際同類材料的10倍以上，可以在熔鹽環境下穩定工作數十年。這個突破堪稱材料科學的重大勝利。

新材料的成功不是偶然的。研發團隊在合金的成分配比、熱處理工藝、表面改性技術等方面進行了大量創新。

他們發現，通過精確控制鎳、鉻、鉬等元素的比例，并采用特殊的表面處理技術，可以在合金表面形成一層致密的氧化膜，有效阻擋熔鹽的侵蝕。這層氧化膜就像給反應堆內部穿上了一件"防腐蝕鎧甲"。

有了材料技術的突破，中國的釷基熔鹽堆項目開始加速推進。2023年10月，位于甘肅武威的2兆瓦釷基熔鹽實驗堆首次達到臨界狀態。這一刻，標志著中國成為世界上第一個成功建造并運行釷基熔鹽堆的國家。

臨界狀態是核反應堆運行的重要里程碑，意味著核反應可以自維持進行。但達到臨界只是第一步，更大的挑戰是實現穩定的滿功率運行。

經過8個月的調試和優化，2024年6月，武威實驗堆終于達到了設計功率水平，各項性能指標都達到了預期目標。

2024年10月，一個更重要的里程碑到來了——全球首次熔鹽堆加釷操作成功完成。

這次操作驗證了釷燃料在熔鹽堆中的轉換過程，釷-232在中子轟擊下轉化為可裂變的鈾-233，然后鈾-233進行裂變釋放能量。整個過程就像一個完美的能量轉換循環。

到了2025年11月，實驗堆完成了釷鈾燃料轉換的完整驗證。數據顯示，釷到鈾-233的轉換效率超過了理論預期，反應堆的運行參數穩定，安全系統工作正常。

這意味著釷基熔鹽堆技術已經從概念驗證階段進入了工程化應用階段。

釷基熔鹽堆在安全設計方面有一個革命性的創新——冷凍塞被動安全技術。這個設計巧妙地利用了物理學原理，不需要任何外部干預就能自動停止反應堆運行。

傳統的核反應堆一旦出現緊急情況，需要操作人員手動或者電力系統自動插入控制棒來停止核反應。但如果停電或者設備故障，這套系統就可能失效。

而釷基熔鹽堆的設計完全不同，它在反應堆底部有一個特殊的"冷凍塞"，就像一個冰塊堵住了下水道。

正常運行時，這個冷凍塞由冷卻系統維持在固體狀態，熔鹽被安全地保持在反應堆內部。

一旦系統出現異常，比如溫度過高或者停電，冷卻系統停止工作，冷凍塞就會自然融化，熔鹽會通過重力流入下方的應急儲槽中。儲槽的設計保證了核反應無法維持，反應堆自動停機。

這種設計的妙處在于它完全依靠物理定律工作，不需要電力、不需要人工操作、不需要復雜的控制系統。

就算所有的安全系統都失效，冷凍塞也會自動融化，讓反應堆進入安全狀態。這種"傻瓜式"的安全設計讓釷基熔鹽堆比傳統核電站安全得多。

另外，釷基熔鹽堆還有一個獨特的優勢——它不需要大量的水來冷卻。傳統核電站必須建在有充足水源的地方，比如海邊或者大河旁邊。但釷基熔鹽堆采用氣體冷卻系統，可以建在內陸干旱地區。

這對中國西北部的能源開發具有重要意義，那里有豐富的太陽能和風能資源，現在又可以配套建設釷基核電站，形成多元化的清潔能源基地。

中國在釷基熔鹽堆技術上的突破，不僅僅是一個科技成就，更是能源戰略的重大勝利。這項技術讓我們看到了擺脫化石燃料依賴的希望，也為人類找到了一條通向清潔能源未來的道路。

雖然距離商業化運營還有十年時間，但這個開始已經足夠讓人激動。未來的能源格局可能因此徹底改變，而中國將在這場變革中占據領先地位。