我国核能科技迎新突破！“换道超车”将打破对铀依赖

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　　环球零碳

　　碳中和领域的《新青年》

　　来源：新华社

　　撰文：Penn

　　编辑：小雨

　　→这是《环球零碳》的1738篇原创

　　能源获取路径，已成为地缘政治的一个新战场。

　　美国准备让自己成为石油、天然气和煤炭等化石燃料的首要供应国。相比之下，中国则在光伏、风机、电池等清洁能源技术领域占据主导地位。

　　在全球核能复苏、AI引发能源需求风暴的大背景下，核能正成为中美科技博弈的另一个焦点。当下，从SMR到第四代核能技术，再到可控核聚变，都有双方你追我赶的竞争。

　　近日，中国核能科技再次迎来新的突破。用我国储量丰富的钍作核燃料，这不再是科幻，而成为了正在发生的现实。

　　中国科学院10月31日发布消息，近期位于甘肃省武威市民勤县的钍基熔盐实验堆建成并首次实现堆内钍铀核燃料转换，初步证明了利用钍资源的技术可行性，为后续规模化利用钍燃料奠定了重要科学基础。

　　这一进展被视为中国在第四代核能领域扔下的”王炸”，标志着中国核能研发掌握了“换道超车”的关键技术，将为中国能源安全提供全新解决方案。它不仅成为全球唯一运行的熔盐堆，也是我国目前唯一建在戈壁滩的核反应堆，有望破解我国“核燃料长期依赖进口”的困局。

　　上海应用物理研究所所长戴志敏明确目标：以2035年为节点，建成百兆瓦级钍基熔盐堆示范工程并落地应用，加速技术升级与工程转化，为国家开辟安全可靠的钍基能源发电新路径。

　　图说：中国核能科技实现新突破

　　来源：央视新闻

　　这座由中国科学院上海应用物理研究所牵头打造的2兆瓦液态燃料钍基熔盐实验堆，是我国自主研发、设计和建设的第四代先进裂变核能系统，也是目前国际上唯一运行并实现钍燃料入堆的熔盐堆。

　　这座实验堆于2020年1月正式动工，2024年6月首次达到满功率运行标准，同年10月又创下全球首次熔盐堆加钍的纪录，一系列进展推动我国在国际上率先建成兼具特色与优势的熔盐堆、钍铀燃料循环研究平台。

　　该实验堆采取了创新的一体式堆本体设计，将堆芯、燃料盐泵、换热器等核心设备集成在反应堆主容器内，显著降低了放射性泄漏风险，提高了反应堆的安全性。截至目前，该堆整体国产化率已超90%，关键核心设备实现100%国产化，供应链完全自主可控。

　　钍基熔盐实验堆以钍作为核燃料、以液态氟化物熔盐作为冷却剂，具有安全、无水冷却、高温输出等优点。作为我国第四代核裂变反应堆技术的核心代表，钍基熔盐堆的安全特性尤为突出。不同于多数核反应堆需在高压环境下运行，它全程在常压状态下工作，从根本上消除了高压爆炸的风险。

　　图说：钍基熔盐实验堆建成

　　来源：央视新闻

　　中国核能发展长期受到铀资源匮乏的约束。理论上，每建一座百万千瓦级核电站，每年就要消耗约200吨天然铀。中国每年消耗的铀资源中，80%以上依赖进口，容易受到地缘政治冲击。

　　而中国钍资源的探明储量已超140万吨，占全球总储量近四分之三。而且，这些钍资源多与稀土伴生，每开采1吨稀土就能附带回收200公斤钍，相当于开采稀土附赠钍资源。

　　钍基熔盐堆的横空出世，让中国核能迎来“换道超车”的关键契机——它打破了传统核电对铀燃料的依赖，将我国储量丰富的钍作为核燃料。这不仅大幅降低了核燃料的获取成本，更顺带解决了稀土开采的增值利用，一举两得。

　　图说：高温核能综合利用系统

　　来源：央视新闻

　　钍本身并不能直接发生裂变，需要用中子轰击钍原子核，将其转化为高效裂变的铀-233。与传统的铀基核电站相比，除了燃料来源的革命性突破，钍基熔盐堆在安全性与选址灵活性方面优势巨大。

　　传统的铀基反应堆是名副其实的用水大户，一座百万千瓦级常规核电机组，每小时需消耗数千吨冷却水，用于带走反应堆核芯产生的巨额热量，否则堆芯就可能因过热引发熔毁风险。

　　但钍基熔盐堆采用的高温熔盐，本身就能在600至700摄氏度高温下保持稳定液态，在运行过程中，无需外部水源补给，仅靠熔盐在封闭回路中的自然循环，就能持续带走堆芯产生的热量，从根本上杜绝因冷却失效引发的安全隐患。

　　正因为有了这套“不口渴”的冷却系统，让钍基熔盐堆摆脱了传统核电的选址束缚，有望走向更广阔的天地。它不需要像传统核电站那样“傍海而居”，能潇洒地建在我国西北内陆的沙漠里。

　　图说：钍熔盐反应堆厂房中庭

　　来源：chinadaily

　　事实上，中国并非首先利用钍资源的国家。冷战时期，美国率先开展钍基熔盐堆研究，却因钍无法用于制造核武器而放弃，转而全力发展铀基反应堆。苏联、印度等国也研发过钍基熔盐堆，但卡在了熔盐腐蚀、在线燃料处理等技术瓶颈上。

　　其中，最棘手的难题是熔盐腐蚀。高温氟化盐能溶解绝大多数金属，曾导致美国实验堆的管道三个月就报废。中国科研团队研发出镍基合金材料，经过上万次腐蚀实验，终于找到”抗腐蚀配方”，使管道寿命延长至10年以上。

　　钍基熔盐堆不需要大量用水，也就不需要像传统核电站那样建在大海或大江大河边上，而能建在偏远的沙漠中。一旦技术成熟，钍基熔盐堆将可在中国内陆干旱地区大量建设，提供稳定清洁的能源。

　　另外，钍基熔盐堆体积小、功率密度高，可模块化设计成”核动力包”。中国已开展船舶核动力研究，若应用于远洋货轮，一次加注钍燃料可续航10年，碳排放接近零。这项技术未来也可能为极地科考站、月球基地等极端环境供电。

　　作为第四代核裂变反应堆技术的核心代表，钍基熔盐堆不仅在安全性能与能源效率上实现跨越式升级，更有望破解我国“核燃料长期依赖进口”的困局，让中国稳稳站上全球熔盐堆核能技术的领跑位置。

　　参考材料：

　　[1]https://news.cnr.cn/kuaixun/20251101/t20251101_527415629.shtml

　　[2]https://news.cnr.cn/native/gd/20251101/t20251101_527416017.shtml

　　[3]https://china.huanqiu.com/article/4OxeEv2ePVg

　　[4]https://www.zaobao.com.sg/news/china/story20251103-7757476

　　[5]https://www.chinadaily.com.cn/a/202511/01/WS6905af81a310f215074b86a8_2.html

　　[6]https://interestingengineering.com/energy/china-thorium-fuel-conversion-molten-salt-reacto