2025年11月,中国科学院上海应用物理研究所牵头,在甘肃武威建的2兆瓦液态燃料钍基熔盐实验堆,第一次实现钍铀核燃料转换,现在是全球唯一运行起来还能让钍燃料入堆的熔盐堆。
这技术一突破,钍资源直接变“无限能源”,中国手里140万吨钍储量,占全球六成以上,按现在用电水平算,够国家用两万年。诺贝尔物理学奖得主早前就说过,钍资源能撑中国电力两万年。这不是吹牛,是实打实的技术硬实力。
钍资源藏在稀土矿里,平时挖稀土顺带就出来了过去这些东西常被当成废料堆着,现在一转化成核燃料,一吨钍发的电顶得上350万吨煤。中国钍储量这么富,主要跟稀土伴生有关,内蒙古白云鄂博矿区就有大头。
钍基熔盐堆用钍-232当原料,在堆里吸收中子变成铀-233裂变发电,形成闭环循环,不用老停堆换燃料,效率高还少废料。跟传统压水堆比,它不用靠海取水,常压运行,温度高了反应自己减弱,不会出堆芯熔毁那种事。整个过程一步一个脚印,全靠国产材料和设备。
美国当年为什么半途放弃了,这事儿得说清楚上世纪50年代,美国橡树岭国家实验室就开始搞钍基熔盐堆,技术路线跟现在中国差不多。可后来他们选了钚基快堆,因为那条路更容易出武器级材料,钍路线就搁浅了。氢弹之父后来管这叫“一个可以原谅的错误”。那时候全球铀矿多、石油也够用,没觉得钍有多急。
中国上世纪70年代也试过类似路子,上海应物所建过熔盐零功率堆,但工业基础跟不上,就转了成熟的压水堆。进入新世纪,国家工业实力上来了,钍资源优势明显,加上钍循环不产钚,能防核扩散,这条路才重新启动。
2011年上海光源项目立项,十五年里,完成近百家单位攻关材料、设备和系统集成,关键镍基合金和核石墨全国产化。如今继续围绕加钍后的中子物理和材料行为做实验,供应链100%自主可控,国产化率超90%。
2035年示范堆要落地,这步棋已经摆好实验堆现在主要拿数据,验证技术可行性。下一步跟国家电力投资集团这些企业合作,建产业链,目标是百兆瓦级示范工程并网发电。熔盐堆出口温度650到700摄氏度,热电效率40%到60%,比传统核电站高多了。
它还能跟高温熔盐储能、制氢、太阳能、风能搭在一起,搞多能互补低碳系统。国家能源局已经把这技术列进规划,未来内陆沙漠都能建核电站,不用再担心水资源卡脖子。中国这么走,既解决能源安全,又少进口依赖,实实在在为双碳目标添砖加瓦。
这技术落地后,全球能源格局得跟着变。中国抢先一步,美国当年放弃的路,现在咱们走通了。钍资源用起来,能源独立性直接拉满。