从“废料”到“能源王牌”:中国钍基熔盐堆开启未来能源新篇章

   发布时间:2025-12-11 21:16 作者:陈阳

在甘肃武威的戈壁深处,一座银灰色的建筑悄然矗立。这里没有传统核电站常见的滚滚浓烟,也没有排放废水的管道,却承载着中国能源革命的希望——全球唯一稳定运行的钍基熔盐实验堆。这项突破性技术不仅破解了困扰国际核能领域半个世纪的技术难题,更让一种曾被视为“工业废料”的金属钍,摇身变为支撑国家能源安全的战略资源。

钍的命运转折堪称传奇。这种银灰色金属在元素周期表中沉寂百年,曾是稀土开采中的附属品,每提炼一吨稀土仅能产出约300克钍。随着中国科研团队攻克技术难关,钍的战略价值被重新定义:中国探明储量达140万吨,占全球总量的73%,理论上可满足14亿人口两万年的用电需求。更关键的是,一吨钍的发电量相当于350万吨煤炭或200吨铀,一块拳头大小的钍就能支撑伦敦这样的大都市一周用电。

这项技术的颠覆性创新体现在安全设计上。传统核电站依赖高压系统与水冷却,而钍基熔盐堆将固态燃料转化为液态,让钍溶解在700℃的氟化盐溶液中循环流动。反应堆底部设置的“冷冻塞”构成双重保险——当温度异常时,冷却盐制成的塞子自动融化,熔盐流入应急罐,核反应即刻终止。这种被动安全机制从原理上杜绝了堆芯熔毁风险,配合空气冷却系统,使反应堆可部署在干旱地区,彻底摆脱对水资源的依赖。

中国科研团队的突破之路充满艰辛。1965年美国虽建成首个液态燃料实验堆,但因材料腐蚀等技术瓶颈于1973年放弃研究。1971年上海启动的“728工程”因不锈钢管道在熔盐中快速腐蚀而停滞。直到2011年,中科院将钍基熔盐堆列为战略专项,组织全国力量攻关材料难题。经过上千次试验,科研人员开发出新型镍基合金,在700℃熔盐中浸泡五年后的腐蚀率仅为国际同类材料的十分之一。2023年,当美国宣布重启熔盐堆研发时,中国的实验堆已在武威稳定运行多年。

这项技术的价值远超发电范畴。实验堆产生的700℃高温蒸汽可同时用于海水淡化和电解水制氢,日产淡水20万吨,制氢效率提升40%,成本接近化石能源制氢。其模块化设计更带来革命性应用前景:微型反应堆可为偏远地区、边防哨所甚至月球基地供电;工业级反应堆能为高耗能产业提供零碳热源,推动钢铁、化工等行业深度脱碳。与风电、光伏形成互补后,熔盐堆可提供长达十余年的稳定基荷电力,构建“风光熔盐”新型能源体系。

在武威实验堆控制室,90后工程师团队监控着平稳运行的参数曲线。这座戈壁中的“能源心脏”已吸引国际关注——美国重启研发计划比中国晚了十二年,“一带一路”沿线国家纷纷抛出合作橄榄枝。从被视为废料的钍到改变能源格局的战略技术,中国用五十年时间完成了这场静默的革命。当沙漠中的反应堆开始输送电力、淡水和氢能时,一个关于能源自主的答案正在被书写:最艰难的道路,往往通向最广阔的未来。

 
 
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