能源作為一種重要的戰(zhàn)略資源，對(duì)于國家來講意義重大。

而在國際上還在為能源枯竭和核安全焦慮時(shí)，我國攻克了世界難題，搶先美國建造“無限能源”，就連專家也表示，足夠中國用2萬年。

究竟是怎么回事？中國攻克了什么難題？

核電站作為清潔能源的重要組成部分，對(duì)鈾燃料的依賴度極高。

而中國身為最大的能源消費(fèi)國，卻長期面臨鈾資源短缺的問題，長期以來不得不依賴進(jìn)口。

為打破這種被動(dòng)局面，中國科研人員將目光投向了一種更具潛力的替代資源——釷。

釷之所以被視為理想的核能替代材料，其儲(chǔ)量相當(dāng)可觀，數(shù)據(jù)顯示，釷在地殼中的含量是鈾的3到4倍，分布也更為廣泛。

中國的釷資源儲(chǔ)量，僅內(nèi)蒙古白云鄂博礦、四川攀枝花礦區(qū)等大型礦床的探明儲(chǔ)量，就足以支撐長期開發(fā)利用。

按照當(dāng)前的能源消費(fèi)強(qiáng)度測(cè)算，這些釷資源理論上可供中國使用長達(dá)2萬年，從根本上解決資源短缺問題。

要將釷轉(zhuǎn)化為可用能源，關(guān)鍵在于釷基熔鹽堆技術(shù)。

這種先進(jìn)核能系統(tǒng)能通過中子轟擊，將原本不可裂變的釷-232轉(zhuǎn)化為可裂變的鈾-233，進(jìn)而通過核裂變釋放巨大能量。

與傳統(tǒng)鈾基核電站相比，釷基熔鹽堆的安全性能也是非常出眾。

傳統(tǒng)核電站運(yùn)行時(shí)需要高壓容器維持反應(yīng)環(huán)境，并且依賴大量冷卻水帶走熱量，一旦遭遇極端天氣、地質(zhì)災(zāi)害等突發(fā)狀況，可能引發(fā)高壓爆炸、核泄漏等嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)。

而釷基熔鹽堆采用常壓運(yùn)行模式，無需高壓設(shè)備，也不需要海量冷卻水，從根源上消除了高壓爆炸的隱患。

更關(guān)鍵的是，釷基熔鹽堆的反應(yīng)堆底部，裝有由特殊材料制成的冷凍塞，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常升溫時(shí)，冷凍塞會(huì)自動(dòng)熔化，高溫熔鹽燃料將順著專用通道流入地下應(yīng)急貯存罐，核反應(yīng)隨之立即停止，整個(gè)過程無需人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)了“失控即�！钡谋举|(zhì)安全。

而且，釷基熔鹽堆可以在運(yùn)行過程中持續(xù)補(bǔ)充新燃料，同時(shí)排出裂變產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)“邊發(fā)電邊換料”，全年連續(xù)運(yùn)行時(shí)間可達(dá)300天以上，大幅提升了設(shè)備利用率。

反觀傳統(tǒng)核電站每隔12到18個(gè)月就需要停機(jī)更換燃料，每次換料周期長達(dá)一個(gè)月以上，嚴(yán)重影響發(fā)電效率。

雖說中國已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，并實(shí)現(xiàn)釷基熔鹽堆技術(shù)的設(shè)計(jì)，但是在這之前，用了幾十年的時(shí)間，而且還做過很多次的實(shí)驗(yàn)。

從上世紀(jì)70年代起，上海的728工程就曾建成一座零功率冷態(tài)釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆，并成功達(dá)到臨界狀態(tài)。

但受當(dāng)時(shí)技術(shù)條件和科研資源限制，項(xiàng)目未能持續(xù)推進(jìn)。

隨著能源安全戰(zhàn)略升級(jí)，2011年，中國科學(xué)院將釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)列為五大戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)之首，集中全國優(yōu)勢(shì)科研力量全力攻堅(jiān)。

研發(fā)過程中，科研人員面臨的最大挑戰(zhàn)是高溫熔鹽的腐蝕問題。

熔鹽在高溫運(yùn)行時(shí)具有極強(qiáng)的腐蝕性，普通金屬材料無法長期耐受，這也是全球釷基熔鹽堆研發(fā)的共性難題。

經(jīng)過多年攻關(guān)，中國科學(xué)家成功研制出專用鎳基合金材料，這種材料能在600℃以上的高溫熔鹽環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行數(shù)千小時(shí)，性能達(dá)到國際領(lǐng)先水平，為實(shí)驗(yàn)堆建設(shè)掃清了關(guān)鍵障礙。

2023年，位于甘肅武威的釷基熔鹽堆實(shí)驗(yàn)堆實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

該實(shí)驗(yàn)堆完成了滿功率運(yùn)行、燃料在線補(bǔ)給、安全系統(tǒng)測(cè)試等關(guān)鍵試驗(yàn)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，驗(yàn)證了釷基熔鹽堆的可行性和安全性。

基于實(shí)驗(yàn)堆的成功經(jīng)驗(yàn)，中國已制定明確的產(chǎn)業(yè)化時(shí)間表：計(jì)劃2025年開工建設(shè)全球首座商用釷基熔鹽堆核電站，預(yù)計(jì)2029年投入商業(yè)運(yùn)行。

這座核電站采用模塊化設(shè)計(jì)，熱功率達(dá)到60兆瓦，其中10兆瓦用于發(fā)電，其余熱量將用于制取氫氣，實(shí)現(xiàn)“熱電聯(lián)產(chǎn)”模式。

而且釷基熔鹽堆的應(yīng)用場(chǎng)景遠(yuǎn)不止發(fā)電。

其產(chǎn)生的高溫?zé)嵩纯芍苯佑糜阡撹F、化工等工業(yè)領(lǐng)域的高溫工藝流程，替代傳統(tǒng)燃煤、燃?xì)鉄嵩�，減少碳排放。

在氫能領(lǐng)域，利用核反應(yīng)產(chǎn)生的穩(wěn)定熱量進(jìn)行電解水制氫，能大幅降低綠氫成本。

小型化、模塊化的釷基熔鹽堆還可部署在偏遠(yuǎn)海島、荒漠戈壁等無電網(wǎng)地區(qū)，為邊防哨所、科研站提供穩(wěn)定能源。

甚至在深空探測(cè)領(lǐng)域，小型釷基熔鹽堆有望成為月球基地、火星探測(cè)站的長效能源保障。

從風(fēng)能、太陽能等可再生能源的儲(chǔ)能技術(shù)，到核能的創(chuàng)新應(yīng)用，中國在新能源領(lǐng)域正構(gòu)建“全鏈路優(yōu)勢(shì)”。

釷基熔鹽堆技術(shù)的突破，不僅補(bǔ)上了核能發(fā)展的資源短板，更在安全、效率、應(yīng)用場(chǎng)景等方面實(shí)現(xiàn)了超越。

這種從資源儲(chǔ)備到技術(shù)研發(fā)，再到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的完整布局，讓中國在全球能源轉(zhuǎn)型競(jìng)賽中占據(jù)了先機(jī)。

隨著商用核電站的建成運(yùn)行，中國將為全球可持續(xù)發(fā)展提供一種切實(shí)可行的“無限能源”解決方案，也為能源安全自主可控寫下新的篇章。

澎湃新聞——2023-06-18《自主第四代先進(jìn)核能研發(fā)迎重要節(jié)點(diǎn)：甘肅釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆獲運(yùn)行許可》

中國核工業(yè)——2025-04-16《目前全球唯一的釷基熔鹽堆建成運(yùn)行！我國成功舉辦“風(fēng)暴﹣2025”核安保演練》