中国钍堆领跑全球!戈壁解锁千年能源密码
2025 年 11 月,甘肃武威民勤县的茫茫戈壁上,一座银白色的 “能量大锅” 格外耀眼。
中国科学院官宣的重磅消息直接引爆全球能源圈:全球唯一运行并实现钍燃料入堆的熔盐堆,成功完成钍 - 232 到铀 - 233 的完整转换。
这可是人类能源史上头一回做到,说是里程碑都不够,简直是开天辟地的突破!
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说句实在话,这可不是简单的技术升级,而是咱们中国在第四代核电领域甩出的 “王炸”。
要知道,美国、欧盟、印度追了几十年的技术,咱们不仅率先实现工程化应用,还做到了关键核心设备 100% 国产化,整体国产化率超 90%,供应链完全自主可控,再也不用看别人脸色。
戈壁堆里的硬核黑科技
你发现没,这座 2 兆瓦热功率的钍基熔盐实验堆,从 2017 年选址落地到 2025 年完成关键转换,每一步都走得稳扎稳打。
2023 年 10 月首次临界,2024 年 6 月满功率运行,现在又拿下燃料转换的关键胜利,八年时间硬是在戈壁上造出了世界顶尖的 “能源神器”。
它的核心原理说起来也不复杂,就像一个会自己 “造燃料” 的大锅。
钍 - 232 本身不能直接裂变,得先吸收中子变成钍 - 233,再经过两次 β 衰变成能发电的铀 - 233,中间捕获到的镤 - 233 数据,直接证明这个转换链完全打通了。
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更牛的是它的燃料是液态的,核燃料溶解在 600℃以上的熔盐里,就像一锅 “核燃料汤”,不用停堆就能补料,燃料利用率比传统铀堆高 100 倍以上。
我跟你讲,这背后是 14 年的技术攻坚,最难的就是材料关。高温熔盐腐蚀性极强,美国早年的实验堆管道 3 个月就报废了,咱们的科研团队硬是啃下了这块硬骨头。
黄鹤飞带领的材料团队,要把镍基合金在高温熔盐中的年腐蚀速率从国际通行的 20 微米降到 2 微米,这微小的 18 微米之差,直接决定反应堆能不能安全运行 30 年。
他们采用 “真空感应 + 真空自耗” 双联冶炼工艺,把硼含量严格控制在 1ppm 以下。
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抚顺特钢的工程师守在炉前盯着光谱仪读数,宝色股份的技术人员试过上百种焊丝配方,终于攻克了焊接脆化的难题。
现在咱们自主研发的 GH3535 合金,不仅性能超国际同类产品,成本还降了三成,航宇科技生产的高温合金环锻件,还拿了中科院的专项嘉奖。
安全又省心的能源革命
从另一个角度看,钍熔盐堆的安全设计简直让人放心到骨子里。传统核电站得用高压容器,一旦出问题就可能爆炸,而钍熔盐堆是常压运行,从根上就杜绝了这个风险。
更绝的是它的 “熔断保护”,堆底有个 “冻结塞”,万一温度异常,塞子会自动熔化,熔盐靠重力流入地下安全罐,迅速凝固锁定放射性物质,福岛式事故根本不可能在这里发生。
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咱们中国的钍资源更是老天爷赏饭吃。已探明储量超 140 万吨,占全球近 75%,光内蒙古白云鄂博矿区就有 120 万吨,相当于 2.8 亿吨铀的能量。
更划算的是,这些钍大多和稀土伴生,包钢股份通过新技术把钍回收率从 15% 提升到 35%,冶炼成本降了一半还多,相当于挖稀土的时候顺带捡了海量能源,堪称 “买一送一” 的资源红利。
核废料处理也是个大亮点。传统铀堆的高放射性废料要存数万年,还容易产生可制核武器的钚 - 239,而钍堆产生的长寿命放射性废料只有铀堆的千分之一,毒性衰减周期缩短到 300 年。
再配上 “启明星二号” 装置,能把核废料利用率从 1% 提升到 95%,真正实现变废为宝。更厉害的是它不用靠水冷却,就算在年降水量不足 100 毫米的戈壁,也能稳定运行,选址灵活得很。
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从实验到万亿产业蓝图
如今,钍基熔盐堆的产业链雏形已经完全成型。
近百家科研机构、高校和企业联手攻关,从包钢股份的钍资源开发,到航宇科技的高温合金,再到浙富控股的控制棒系统,形成了完整的技术闭环。
2025 年,甘肃民勤 10 兆瓦研究堆已经开工,预计 2029 年并网发电,这是 “实验堆 - 研究堆 - 示范堆” 三步走战略的关键一步。
我跟你讲,它的应用场景远比想象中广阔。堆芯产生的 700℃高温,能直接驱动制氢设备,让氢能成本降低 40%;发电效率达 50%,比传统核电高 15 个百分点。
还能做成小型模块化反应堆,以后买电可能就像买煤气罐一样方便。美国科学家甚至在研发用钍供电的汽车,8 克钍就能跑 96 万公里,中途不用补能,想想都觉得神奇。
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国际竞争中咱们已经占尽先机。美国虽然重启了核能研发,但钍基技术还卡在融资和周期难题上;欧盟、印度仍停留在实验室阶段,连完整的燃料转换都没实现。
而咱们已经明确目标,2035 年建成百兆瓦级示范工程,让钍基核电走向规模化应用。更给力的是,咱们还愿意开展国际合作,分享技术和标准,让这一清洁能源惠及全球。
结语
这堆 “戈壁之火” 烧得太提气了!它不仅让咱们摆脱了对进口铀的依赖,手握能用上几千年的能源宝库,更证明了中国科技的硬实力。
从跟跑到领跑,从技术突破到产业落地,钍基熔盐堆给国家能源安全上了双保险。
未来,清洁电力照亮千家万户,碳中和目标稳步推进,这就是中国科技带给我们的底气和希望!别小看这堆 “核燃料汤”,它烧出的可是人类能源的新未来,咱们等着见证更多奇迹就好!
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