够中国用2万年！我国攻克世界级难题，抢先美国打造 “无限能源”

2025年11月，甘肃武威的戈壁滩上传来一则重磅消息，我国建成的2兆瓦钍基熔盐实验堆顺利完成钍铀燃料转换，一举成为全球范围内唯一实现稳定运行的同类型反应堆。

这个藏身地下的装置看着其貌不扬，却让美国、印度等一众国家艳羡不已。我国钍资源探明储量约100万吨，按能量换算下来能供能数万年，这个惊人数字究竟是如何测算的？我们是否真的手握破解能源困局的关键钥匙？

打破传统核电依赖水源的限制

我们先从传统核电的选址痛点说起，传统核电站对水源的依赖近乎苛刻，必须建在沿海区域或者大江大河沿岸，核心原因就是需要巨量的水来为反应堆降温。

当年福岛核事故的爆发，正是因为海啸切断了冷却水供应，最终导致堆芯熔毁的严重后果。而钍基熔盐堆彻底改写了这一规则，它采用熔融的氟化盐，既承担燃料载体的角色，又兼任冷却剂，能在600到700摄氏度的环境下实现常压运行，全程不需要一滴冷却水。

武威的这座实验堆，早在2023年10月就实现了首次临界，2024年6月便达到了满功率运行状态。

整个装置都深埋在地下，堆芯底部还特意设计了冷冻塞，原理和家用冰箱的冷冻室相近。一旦反应堆内部温度失控，冷冻塞就会融化，熔盐会依靠自身重力自动流入地下安全罐，温度下降后就会凝固成固体，将放射性物质彻底锁死。

这种设计让反应堆具备了被动安全特性，即便发生事故，也无需外部电源和人工干预就能自动停堆。这么看来，这项技术最大的价值就是突破了地理条件的限制。我国西北地区光照充足、土地广袤，却面临严重缺水的困境，传统核电站根本没有落地的可能。

而钍基熔盐堆可以直接部署在新疆、内蒙古等地，和当地的光伏、风电形成能源组合。白天靠太阳能发电，到了晚上就由熔盐堆接力，刚好解决了新能源发电不稳定的老大难问题。

材料腐蚀难题攻克

美国其实早在上世纪就接触过熔盐堆技术，1965年就在橡树岭国家实验室建成了相关装置，可到了1973年却突然宣布关停。

当时的技术人员发现，700摄氏度高温的熔盐腐蚀性极强，就像强酸一样会侵蚀管道和容器，普通钢材几分钟内就会被溶解，根本找不到能长期耐受的材料。这道技术难题卡住了美国整整30年，最后只能无奈放弃，转而研究其他堆型。

我国科学家在2011年启动钍基熔盐堆专项时，直面的就是这道世界级难关。上海应用物理研究所的团队投入大量精力，做了成百上千次实验，反复测试各类合金配方在熔盐环境中的表现。

直到2018年，终于研发出一款新型镍基合金，这种材料在700摄氏度的熔盐中浸泡5年，腐蚀深度仅0.5毫米，耐腐蚀性能是国际同类材料的10倍。

解决了材料难题后，整个技术链条才算彻底打通。从熔盐化学配方的优化、燃料在线处理技术的突破，到主泵的定制化设计和换热器的精准制造，近百家科研机构联手协同攻关，关键设备的国产化率达到了100%。

2024年10月，这座实验堆完成了全球首次熔盐堆加钍操作，钍-232在堆内吸收中子转化为铀-233的完整过程得到了验证。美国在2023年才宣布重启熔盐堆研究，可他们的实验堆最快也要到2030年才能建成，技术积累至少比我国落后5到7年。

钍资源储量支撑万年使用

话说回来，钍资源能支撑数万年使用的说法，可不是空穴来风。我国钍资源探明储量约100万吨，单是内蒙古白云鄂博矿区就占了22万吨。我们可以算笔直观的账，1吨钍通过核反应释放的能量，足足抵得上350万吨标准煤。

按照我国目前每年消耗50亿吨标准煤的能源消费规模计算，这些钍资源理论上能供能约7万年。即便考虑实际转换效率和未来能源需求的增长，保守估算也能用上2万年以上。

更关键的是，钍大多是稀土开采的伴生品。白云鄂博矿区本就是全球最大的稀土矿，在开采稀土的过程中，每提炼1吨稀土就能顺带获取约300克钍，几乎不需要额外投入成本。这种独特的资源禀赋，让我国在钍基核能领域占据了得天独厚的优势。

要知道全球70%的钍储量都集中在我国，而铀矿储量我们仅占全球不到2%，还得大量依赖进口。对比传统核电站常用的铀燃料，钍资源的全球分布更均匀，总储量是铀的3到4倍。

印度、东南亚、非洲等不少国家铀矿稀缺，但钍资源十分丰富。我国如果能实现钍基熔盐堆的商业化，就能向这些地区输出相关技术和设备，帮助他们建设不依赖铀进口的核电站。而且钍-232本身无法直接制造核武器，整个燃料循环过程也不会产生可用于武器的钚-239，从源头上规避了核扩散的风险。

商业化应用还有哪些坎要过

说白了，实验堆的成功只是验证了技术可行性，距离大规模商业化应用还有一段不短的路要走。按照既定规划，2025年要在武威开工建设10兆瓦级研究堆，核心任务是测试高功率、长时间运行状态下的设备可靠性。

2030年前要建成百兆瓦级示范堆，只有达到这个功率级别，才能真正实现并网发电，同时为工业用户提供供热和制氢服务。2035年则要实现商业化运行，届时钍基熔盐堆能否在经济性上和传统核电、煤电抗衡，将是关键考验。

当前钍基熔盐堆的建设成本，要比传统压水堆高出20%到30%，主要花销在特种合金材料和定制化设备上。不过它的运营成本有明显优势，燃料价格低廉、无需搭建大型冷却系统、核废料处理成本也更低，长期核算下来反而可能更划算。如果能实现关键材料和设备的批量化生产，建设成本有望大幅下降。

产业链培育也是待解决的问题。虽然近百家科研机构参与了实验堆的建设，但真正具备商业化生产能力的企业还比较少。从核级石墨、高温合金到氟化盐提纯，每个环节都需要培育专业的供应商。中核集团、国家电投等央企已经开始布局相关领域，但要形成完整的产业链，至少还需要5到10年的时间。

2035年如果能顺利实现商业化目标，我国能源版图将新增一个重要选项。