够中国用20000年！中国第4代“钍反应堆”将投产，安全性领先全球

2000年，美国拉着十几个国家，100多位专家，一起开了一个会。在这场会议上，确立了未来核电技术的六条发展路线，它们分别是：熔盐堆、超高温气冷堆、超临界压水堆、气冷快堆、铅冷快堆、钠冷快堆，它们最大的特点就是不像传统核反应堆那样需要用“水”来冷却，突出的就是两个：安全。

虽然技术路线提出来了，但是20多年来，没有一个国家实现了第四代核技术，直到中国宣布实现了“熔盐堆”这条路线，这就是在甘肃省武威市建设的“钍基熔盐核反应堆”，这种核电站不需要依靠水源，安全性领先全球，真正实现了网络上常说的那句话：美国当年吹过牛，被中国实现了。

这也引来全球行业内人士的关注，顶级期刊《nature》还进行了报道。

“钍基熔盐核反应堆”，指的是利用“钍”作为核燃料，依靠“复合型氟化盐”作为冷却剂，进行核裂变提供能量的反应堆，被认为是人类在实现可控核聚变之前的能源终极解决方案。为何这么说呢？

“钍”作为核原料来说，比“铀”的优势大多了，“钍”已探明的储量是“铀”储量的3倍，足够全人类使用几千年。在同等条件下提供的能量也更多，一吨“钍”燃料经过闭环使用，提供的能量相当于200吨的“铀”。而我国“铀”储量少，需要进口，虽然整合了全球供应链，暂时没有断“铀”的可能性，但也要防患于未然。与之相反，我国“钍”的储量非常多，已探明的储量达到了30万吨以上， 用诺贝尔物理学奖获得者卡罗卢比亚的话来说就是：

按照目前的电能消耗来算，如果用钍来进行发电，中国钍的储量能够保证未来许多个世纪的发电供应，大约可以使用两万年。

除此之外，“钍熔盐堆”还更加安全，几乎不太可能会发生核泄漏事故，核废料也要少得多。同等条件下，“钍熔盐堆”产出的核废料，还没有传统核反应堆产出核废料的千分之一多。传统核电站发生事故时，会产生氢气发生爆炸，而“钍熔盐堆”发故障时，装置底部的冷冻塞会融化，于是复合型氟化盐带着核燃料就流进了底部的应急储存罐中，此时核反应就会停止，不会出现超高温，也不会爆炸。

那么问题来，“钍基熔盐核反应堆”有这么多的优势，明明是美国人先搞的这项技术，也是他们先提出来了，为何偏偏是中国实现了？印度也搞了几十年，为何到现在也没有做出来呢？还有，这项技术能不能小型化，作为核动力航母的“心脏”？

话说在上世纪50年代，美国就想建造“核动力飞机”，希望通过这种飞机携带核武器，来对敌方进行核轰炸。当时在设计“核动力飞机”时，动力就是“钍熔盐堆”。只是没想到在1957年，苏联突然成功试射了洲际导弹，这一下子让“核动力飞机”失去了存在的意义，项目被迫取取消。不过，“钍熔盐堆”这项技术，被美国下树岭实验室转而去做民用核反应堆，并在1965年，建设了全球第一座“钍熔盐堆”。

从各项数据指标来看，这个“钍熔盐堆”还处于第一代核电技术，而且还未来得及转到商用，就被迫停止研究。这是因为当时美国要研制核武器，而核武器使用的核原料是：铀-235，使用“钍”仅仅能转化成铀-233，无法转化成铀-235。

因此，美国决定砍掉和“钍”有关的核反应堆研究，转而研究“铀”反应堆。搁置之后，就一直到了2000年，美国拉着各国开会，他们才发现原来他们放弃的技术，竟然可以作为第四代核反应堆的技术路线。只不过，此时的美国由于制造业转移到其他国家，用电需求的增量市场并不可观，如果贸然选择研究第四代核电技术，即便是真的做出来，也可能没有市场承接，那前期大量的研发资金也就都浪费了。因此，客观地说，美国的资本家们并没有那么迫切地想要研究第四代核电技术。

在美国搁置研究的过程中，印度由于国内“钍”储量丰富，在其原子物理学家的倡导下，从上世纪50年代就以“钍”为核原料，历经近70年，在国内建设了60多核电站。只不过这些核电站的技术，最好的也就是三代核电站的技术。

那么阻拦各国，研发第四代“钍基熔盐核反应堆”的技术难点，到底是什么呢？

由于这种反应堆需要使用“复合型氟化盐”，腐蚀性极强，这就意味着传输管道需要在高温、高应力和高辐射环境下，保持稳定性，尤其是耐腐蚀能力。所以，这就对管道材料提出了非常高的要求。

我国中科院金属所熔盐堆结构金属材料研究团队，在2014年攻克了这个世界级难题，成功研发出了可以用于“钍基熔盐核反应堆”的金属材料“GH3535合金”，这相当于扫除了拦路虎。

没有了这一层阻碍，我国很快就在2018年开始了“钍基熔盐堆核能系统”的建设，并在2021年建成，启动运行。今年6月，国家核安全局正式为该项目发放了运行许可证，这意味钍基熔盐堆核能系统”即将正式投入运营。

按计划，我国预计将要在2030年前后，在全球率先实现“钍基熔盐堆核能系统”的商业化，并逐渐大规模推广“钍基熔盐堆核能系统”。

理论上，如果能够把“钍基熔盐堆核能系统”小型化，提高核燃料，并且转成军用，还是有可能作为航母的“心脏”的。

但我们也要知道的是，传统核反应的小型化，我们都还没有走出来，现在“钍基熔盐堆核能系统”也只是刚刚做出了2兆瓦功率的核反应堆。而航母“心脏”所需的功率起码要高于1000兆瓦，就拿尼米兹级航母来说，采用的是“A4W反应堆”，单台功率达到了550兆瓦，是武威“钍基熔盐堆核能系统”功率的275倍，这个反应堆体积如此之大，航母根本放不下了。

虽然理论可行，但第四代“钍基熔盐堆”，我们也是刚刚起步。还有很长的路要走，还不如先用“铀反应堆”小型化来做航母“心脏”，这样的技术路线更加成熟一些。