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”

甘肅武威的荒漠深處，漫天黃沙的曠野里，靜臥著一座 27 米高的銀灰色建筑，它遠遠看上去和普通工廠沒兩樣，沒有多余的裝飾，可走近仔細一看才發現，這座建筑既不冒一絲煙，也不排廢水。

更神奇的是，戈壁灘上這鍋特殊的 “核能湯” 大有乾坤，鍋內沸騰的是蘊藏著巨大潛力的能源，它的 “燃料” 是溫度達 700 攝氏度的液態熔鹽，這熔鹽里溶解著一種名為 “釷” 的銀色金屬。

這鍋“湯”能煮多久？科學家豎起兩根手指，夠全中國用兩萬年。

而萬里之外的美國橡樹嶺國家實驗室，幾位白發工程師正反復播放中國反應堆運行視頻，搖頭感慨，美國60年前畫的藍圖，竟被中國“燉熟了”。

釷基熔鹽堆為何稱得上是世界性難題？它是如何建造出制造“無限能源”的核能湯的？

2025年10月，武威實驗堆實現滿功率穩定運行，等于把一條曾被美國放棄的技術路線重新做成了現實，這個路線指向釷基熔鹽堆：更強調安全性、資源可得性和長期供能潛力。

對中國來說，它之所以能快速推進，關鍵不只是“會不會做”，更在于“有沒有料、料從哪來、成本高不高”，內蒙古白云鄂博一帶開采稀土時，會產生大量伴生礦。

過去不少礦渣在市場上并不吃香，甚至要當成廢料處理；但現在因為其中含有可利用的釷元素，價值被重新評估。

現實情況是，我國的釷礦資源儲備量十分充足，從對外公開的各類統計數據來看，總儲量已經突破 140 萬噸，在全球已經探明的釷礦總儲量當中，占比接近四分之三。

更重要的是，九成以上的釷并不是專門去挖出來的，而是稀土開采的副產物，這就意味著原料來源穩定、分離獲取的邊際成本更低，資源優勢能直接轉化為產業優勢。

從能量賬上看，釷的潛力也很直觀：按折算，1噸釷可帶來的發電量相當于約350萬噸煤，這種量級一旦進入規模化利用，對能源結構、發電成本和長期供給的想象空間都很大。

并且釷在自然界并不稀罕，沙漠、海邊沉積物、普通巖層里都能找到，只是多數國家缺少像中國這樣“開采稀土時順帶富集釷”的條件，很難做到同樣的供應強度與成本結構。

美國其實早就研究過相關方向，上世紀60年代，橡樹嶺國家實驗室就搞出過熔鹽堆原型，但當時冷戰邏輯占上風，核工業更看重能否形成武器級材料的路徑，而不是把安全、清潔放在第一位。

釷基路線在可武器化材料獲取上相對不占優勢，技術選擇就被邊緣化，后來逐漸停擺。

現在中國把實驗堆跑到滿功率，等于把這條路重新接上：資源端有低成本伴生供給，技術端有工程化推進的能力，時間窗口也更適合發展清潔穩定的基荷電源，為了殺戮的效率，美國人舍棄了造福人類的能源。

傳統核電站主要用固體燃料棒，系統里壓力高、對冷卻水依賴強，萬一冷卻出問題，風險就會迅速放大。

釷基熔鹽堆的核心變化，是把燃料形態改掉：不再讓燃料“固定在芯塊里”，而是把含釷物質溶進氟化鹽熔液中，讓燃料以液體狀態在系統里循環。

因為熔鹽就算處于高溫的工作環境中，也能一直保持很低的蒸汽壓力，所以相關反應裝置能在接近常壓的狀態下運行，整體的安全風險鏈條和傳統壓水堆完全不一樣。

這條路線當年美國也走過，橡樹嶺實驗室做熔鹽堆試驗時，真正卡死他們的并不是核物理原理，而是工程材料。

熔鹽溫度常在七百攝氏度左右，高溫、強腐蝕的環境對管道、容器、泵閥都是折磨，普通金屬長期工作很容易被侵蝕穿孔，可靠性過不了關。

2011年起，中科院組織專項攻關，團隊在甘肅等地長期駐扎推進工程化驗證，由于國際上沒有成熟商用樣板可直接照搬，很多關鍵指標只能一邊試、一邊改，更多是從前人的失敗中反推正確的材料與結構方案。

材料科研團隊開展了海量的對比實驗與反復循環測試，經過不斷調試優化，成功研制出更能抵御高溫熔鹽侵蝕的特種鎳基合金，把最棘手的腐蝕壽命難題，向前推進了一大步。

外方工程人員對比后給出的評價是，在同樣工況下，這種材料長時間浸泡的腐蝕量顯著更低，差距可達到數量級上的改善。

除了材料，熔鹽堆的安全設計也更強調“自動停堆”，反應堆底部布置了冷凍鹽栓，平時用冷卻維持固態封堵。

一旦溫度出現不正常的升高情況，鹽栓會自主融化，熔鹽燃料會在重力的作用下匯入應急排放罐，核鏈式反應也會因幾何條件改變而迅速停止。

這個過程不依賴外部電源，也不要求操作員在幾分鐘內做復雜處置，甚至在缺水條件下仍能完成停堆和隔離，減少了極端事故演化的空間。

在工程落地方面，相關系統的國產化水平也明顯提高，大量設備實現國產替代，關鍵部件能夠自主設計和制造，供應鏈受制于人的環節大幅減少，設備國產化率突破90%，關鍵核心設備實現100%自主可控。

釷基熔鹽堆的意義不只是把電送上網，更關鍵是它能穩定輸出約700℃的高溫熱，這讓很多原本“用電再用電”的環節可以直接用熱來做，能源利用方式會變得更靈活。

因為系統本身對冷卻水的需求很小，不用靠海量江水河水降溫，因此不必沿襲傳統核電的選址模式守在大江大河邊，布局更靈活，反而更適合往缺水地區布點。

對中國西北沙漠和戈壁而言，這一點很現實：那里的風電、光伏裝機雖多，但波動大、消納和調峰成本高，如果有能長期穩定運行的熱源/電源補上短板，就能把“資源地”變成更可靠的綜合能源基地。

高溫用途里，最直接的是淡化和制氫，用高溫蒸汽做海水淡化，單堆理論上每天可提供約20萬噸淡水，對沿海缺水城市或海島補給都很有吸引力。

再比如高溫電解水制氫，溫度上去后效率可提升約40%，成本有機會逼近傳統化石能源制氫的區間，這對綠氫規模化是個關鍵變量。

形態上，熔鹽堆還能做成小型化的模塊化裝置，還有集裝箱大小的微型反應堆，計劃用在電網覆蓋不到的海島、邊防點位，減輕燃油補給的壓力，業內也在探討它未來給深空基地供能的可能。

國內造船企業甚至對外正式公布過核動力集裝箱貨船的完整設計思路，在核心動力技術的選擇上，明確將技術路線瞄準熔鹽堆這一類型的高溫反應堆技術。

經濟賬方面，它的建造成本可能比傳統核電高約30%，但燃料成本預計能降40%以上，同時碳排放強度可做到遠低于煤電，接近煤電的1%。

一旦形成工程化規模，綜合成本并不一定吃虧，也正因為不依賴大量淡水、適合熱電聯供，一些“一帶一路”沿線的沙漠國家開始關心：這種裝置是否能以“租用”或成套輸出的方式引入。

在武威實驗堆的控制室里，年輕工程師看著運行曲線趨于平穩，更多人把它當作一個長期項目：先把實驗堆跑穩，再走向更大功率的示范。

在相關發展規劃中，定下了 2035 年前后百兆瓦級示范堆成功并網的目標，倘若按計劃穩步推進，能源供給的空間會更廣闊，受外部能源價格和供給掣肘的程度也會下降。

這并非什么彎道超車，而是徑直換了一條全新賽道，從荒漠到深藍，這把名為“釷基熔鹽堆”的利劍，才剛剛出鞘。