改写核能史！全球唯一钍基熔盐堆连续稳定运行，中国技术领跑世界

2025年4月，中国科学院上海分院披露重磅消息：位于甘肃省武威市民勤县的热功率为2兆瓦的液态燃料钍基熔盐实验堆（代号：TMSR-LF1）已实现连续稳定运行，成为目前全球唯一运行中的钍基熔盐堆。这标志着人类在第四代核电技术上迈出关键一步。

不同于目前全球90%以上采用的铀基压水堆，钍基熔盐堆以钍元素为燃料、熔盐为冷却剂。

该实验堆自2018年破土动工以来，历经八年攻坚，于2023年10月首次实现临界反应，2023年12月成功发电，2024年6月达到满功率运行，2024年10月完成世界首次熔盐堆加钍实验。

作为国际上公认的第四代核电技术代表，钍基熔盐堆相较于传统裂变堆拥有诸多革命性优势。

首先是燃料优势。全球钍资源储量是铀的3-4倍，而中国钍矿储量又居世界前列，仅内蒙古白云鄂博矿的钍储量就可供国内使用上千年，彻底打破铀资源短缺的困局。钍本身不直接裂变，需在反应堆中转化为铀-233，但整个过程产生的放射性废物比铀基反应堆减少80%以上，且毒性衰减周期从数万年缩短至数百年。

其次是安全优势。熔盐堆采用氟化锂-氟化钍混合熔盐作为燃料，燃料与冷却剂合二为一，在600-700℃的常压下运行，彻底摒弃传统压水堆的150个大气压高压环境，不再需要用水做冷却。传统压水堆一旦失压易引发熔堆事故，而钍基熔盐堆具有“被动安全”特性。如果反应堆出现故障，熔盐可依靠重力自流至地下安全罐，衰变热通过空气自然冷却即可消解，无需外部动力冷却，从设计上杜绝了堆芯熔毁风险。而且液态燃料与熔盐一体化流动，可"边发电边换料"，运行灵活性远超固态燃料反应堆。

由于不需要用水做冷却，熔盐堆可以建在内陆干旱地区，比如甘肃武威的那个钍基熔盐堆就建在戈壁荒漠，其核心反应装置深埋地下，宛如给反应堆套上"金钟罩"，既能抵御极端自然环境，又能利用戈壁的空旷地形实现安全隔离。

此外，熔盐堆具有小型化潜力，可制成集装箱式移动反应堆，为月球基地、火星探测提供稳定能源，助力我国航天强国建设。中国船舶集团发布的全球首型24000箱核动力集装箱船，就采用熔盐堆技术，安全性与经济性均优于传统船用反应堆。

中国钍基熔盐堆的实验堆-研究堆-示范堆"三步走"战略正在稳步推进。目前热功率2兆瓦液态燃料堆已完成全流程验证，成为全球唯一运行中的钍基熔盐堆；发电功率10兆瓦的小型模块化研究堆，计划2025年在甘肃武威动工建设，重点验证高功率、高辐照工况下的关键技术，为大型商业堆提供数据支撑；示范堆计划2030年前建成。此外，我国规划到2035年建成5-10座商用钍基熔盐堆。

这项技术的突破不仅源于科研人员的执着，更得益于国家对"颠覆性技术"的战略布局。从2011年启动“钍基熔盐堆核能系统（TMSR）”国家重大科技专项到2025年全球唯一连续稳定运行，中国钍基熔盐堆已有15年攻关史，在中科院上海应用物理研究所、中核集团等200多家单位的共同努力，攻克了一系列“卡脖子”技术。

例如，高温熔盐对管道和设备的腐蚀性极强，普通钢材几分钟就会被溶解。为了让钍基熔盐堆拥有更长的运行寿命，降低维护成本，我国科学家研发出了可耐1000℃高温的新型镍基合金，将熔盐腐蚀速率控制在每年0.1毫米以下，寿命较传统材料提升10倍。