美国企业借助 3D 打印技术推进钍反应堆研发

一家美国企业借助 3D 打印技术，向钍反应堆落地再进一步。佛罗里达州先进核能企业 AMPERA 完成反应堆模块 3D 打印制造，该模块将作为整套发电系统的基础。该公司目标是打造全球首套全工厂预制、亚临界固态钍基核电站。

科技媒体《趣味工程》近日援引 AMPERA 创始人兼首席执行官布莱恩・马修斯的发言：“这款新一代核堆堆芯与压力容器，为工厂化、规模化量产核能设备奠定基础。我们采用的前沿技术与增材制造工艺，为新型核能技术加速商业化落地开辟了清晰可行路径。”

近年来全球能源行业多重危机叠加，钍反应堆受到越来越多关注，亟待解决的难题包括气候变化、地缘冲突加剧、人工智能算力爆发带来的电力需求激增等。多重危机交织下，各国政界与民众重新认识核能的诸多优势，全球核能迎来复苏热潮。但传统核电仍存在关键短板，阻碍行业全面复兴，而钍堆至少能解决其中部分痛点。

首先，钍反应堆安全性优于传统铀反应堆，原因有三：其一，核反应速率具备自约束特性，大幅降低堆芯熔毁风险；其二，钍原料极难被改造为核武器材料；其三，乏燃料放射性半衰期更短，废弃后的辐射危害更低。尽管大众容易对 3D 打印构件的基建可靠性存疑，但这款新型钍堆模块研发方表示其安全性能可靠。

《趣味工程》报道称：“该设备依托亚临界物理特性与材料固有约束，依靠自身结构实现非能动安全运行；其结构设计大幅减少工况异常时，对主动安全装置、电子跳闸开关或人工操作干预的需求。”

除安全优势外，钍资源储量更大、获取难度远低于铀，有助于提升核能供应链的地缘安全。目前全球铀供应链高度集中在地缘局势不稳定的国家手中，俄罗斯独占全球近半数铀浓缩产能，占比约 44%。

卡内基国际和平基金会近期发文警示：“核能供应链处于清洁能源技术风险层级的顶端。除常规供应链风险外，核能出口还面临一系列安全与安保隐患；全球供应商数量有限、相关知识产权壁垒分明，过度依赖单一技术或燃料供应方，会形成严重供应依附。”

因此，在美国本土建成钍反应堆，既是本国能源安全战略的重大成果，也契合特朗普政府 “确立美国在全球核能市场长期主导地位” 的诉求。美国橡树岭国家实验室科研团队长期深耕新一代核能技术，研究方向包含 3D 打印、人工智能赋能核设施制造等。

但即便美国持续加大投入，在新一代核能竞赛中，中国已大幅领先，钍堆领域亦是如此。中国官方表示已建成并投运一座钍基熔盐实验堆。上海应用物理研究所副所长近期对外透露，该反应堆于 2023 年 10 月 11 日首次临界，此后持续依靠核裂变稳定产热。

目前尚无第三方机构证实这一投产时间线，但中国核能开发与技术创新推进速度迅猛已是不争事实。卡内基国际和平基金会高级研究员、中国核能领域专家马克・希布斯在接受《纽约时报》采访时表示：“中国推进速度非常快。中方十分希望向世界证明，本国核能发展计划势不可挡。”