够中国用千年！我国攻克世界级难题，抢先美国建造“无限能源”

上世纪四十年代末，美国人曾提出“钍基熔盐堆”构想，准备利用核能的裂变搞出“无限能源”，为空军的轰炸机提供更高效的航空核动力。

可由于这项技术要攻克的难关实在太多，美国人最终选择放弃，重新换了一条相对比较容易实现的赛道。

让美国人万万没有想到的是，就在六十年后，中国科学家竟然攻克世界级的难题，抢先一步在祖国大西北的荒漠深处建造出了够中国使用上千年的“无限能源”。

到底什么是钍基熔盐堆？这种连美国人都不愿意面对的难题中国科学家又是如何攻克的呢？

一、

二战末期，美国政府把空军的发展列为重中之重，于1946年5月28日启动核能飞行器推进工程，计划用液态燃料熔盐堆提供更加高效的核动力。

经过5年的反复论证，名为“ANP”的核能飞行器计划正式落地。

按照美国政府的要求，这种新型的轰炸机中须采用4个核动力涡轮发动机，达到200MW的功率，实现可连续飞行数周的目标。

美国橡树岭国家实验室（ORNL）承担了ANP计划中核能引擎反应堆的研发任务，利用3年时间建设了世界第一座熔盐堆实验装置。

实验装置建成后科学家们进行了大量的实验，反复改进熔盐堆的构造，可效果都不甚理想。

由熔盐堆反应产生的热能最高功率只能达到2.5MW，远低于ANP计划的要求。

这个功率虽然比大部分喷气式燃料发动机的功率要高，但却并不足以取代对方。

就在美国橡树岭国家实验室的科学家们处心积虑苦思如何破解难题的时候，战略弹道导弹的发展后来居上，彻底改变了现代战争的形态。

这让困难重重的核动力轰炸机研究失去了军事应用价值，变得越来越鸡肋。

因此在上世纪六十年代，美国政府决定不再死磕熔盐堆的研究，让其转为民用。

没有了紧迫的压力后美国橡树岭国家实验室的研究反倒是向前走了一大步，于1965年建成8MW的液态燃料熔盐实验堆。

尽管取得了技术上的突破，但正被“冷战”搞得有些神经质的美国政府却并没有太在意。

他们选择了见效更快、技术难点相对较少的“钠冷快堆”，将曾经高度重视的“液态燃料熔盐堆”计划弃之如履。

慢慢的这种有着远大前景的“无限能源”研究彻底转向民用领域，不再被受到国际主流的重视。

美国人不知道的是，就在他们把这个计划抛之脑后的时候，“熔盐反应实验堆”的特点引起中国科学界和政府的高度重视。

一场奇迹般的超越就这样拉开了序幕。

二、

借鉴美国方面的成功经验，上世纪七十年代中国科研人员选择钍基熔盐堆开始发展民用核能，并于1971年在上海建成我国第一座达到预期的零功率冷态熔盐堆。

虽然取得了初步的成功，但由于当时我们的科技水平、工业能力和经济实力都有限，所以最终我国还是选择将“轻水反应堆”作为发展民用核能的主要方向，暂缓“杜基熔盐堆”的研究。

进入二十一世纪后，世界各国对能源的需求进一步增加，“无限能源”的构想再一次被重视了起来。

2002年9月，中、美、德、俄等十多个国家召开GIF会议，在94个概念堆的基础上，确定了六种第四代核电站概念堆系统。

熔盐反应堆是这六个核反应堆系统中最被看好的。

于是中国科学院在2011年启动了“未来先进核裂变能”战略性先导科技专项，将钍基熔盐堆核能系统作为其两大部署内容之一。

按照专项计划，未来20年的时间里中国将致力于研发第四代先进裂变反应堆核能系统，实现核燃料多元化、核废料最小化、防止核扩散等战略目标。

中国有储量丰富的稀土资源，钍矿储量超140万吨，占全球探明储量的近四分之三。

因为有足够的研究原料，所以中国在“杜基熔盐堆”的研究上走的又稳又快。

二十世纪的第一个十年刚过，中国科学家们就解决了核反应堆中最让人头疼的“熔盐腐蚀”难题，研发出新型镍基合金材料。

这种全部由中国人自主研发的材料非常厉害，在700度熔盐里泡五年都不会影响使用效果，使整个世界都为之侧目。

见中国的“杜基熔盐堆”研究已经开始大踏步向前，逐渐从实验室转向工业化，美国人坐不住了。

他们的能源部联合国家实验室、前沿大学、核学会等机构与中国科学院签署“核能科技合作谅解备忘录”，在核能技术方面开启合作之门。

从曾经的模仿者和追赶者变成实力相当的合作者，中国用硬实力征服了不可一世的美国人。

“杜基熔盐反应堆”运转时能产生700摄氏度的持续高温热能。

这种能量技能被用来发电，而且还可以被用作海水淡化。

正常情况下，一座钍基熔盐堆运行起来每天都可以产生20吨的淡水。

只要能够将这个技术持续优化，将来“杜基熔盐反应堆”就可以进一步缩小体积，应用到戈壁、荒漠、海岛等整体电网无法覆盖的地方，为祖国的边防提供有力保障。

“杜基熔盐反应堆”的唯一缺点就是建造成本比传统的核电站要高出差不多30%。

但成本高出的百分之三十背后却是燃料费用降低将近一半。

最为夸张的是，这种新型核反应堆的碳排放量仅为煤电的1%，对环境的影响很小，是最理想的一种清洁能源。

在大力倡导可持续发展的今天，“杜基熔盐堆”的产业化应用已经成为一种趋势。

哪个国家提前攻克难关，彻底拿下这项技术，哪个国家就能够在“无限能源”的开发领域占得先机。

三、

2017年11月，中科院与甘肃省政府签署了“钍基熔盐反应堆”项目战略合作框架协议，计划在2020年建成钍基熔盐反应试验堆。

计划推行的很顺利，仅仅过去半年就落户于武威民勤的荒漠深处。

这座由中国科学院上海应用物理研究所牵头的杜基熔盐堆项目的设计热功率达到了2兆瓦，一旦建成将是世界上最大的民用钍基熔盐实验堆。

由于没有可借鉴的成熟经验，所以工程建设起来难度不小，面临“无技术、无条件、无团队”的“三无”困境。

项目核心领导者、上海物理研究所原所长徐洪杰于是要求科研人员“转行”，深入到建设一线去边干边学，随时解决出现的技术难题。

为此年近七旬的他亲自担任工程总指挥，成天都泡在施工现场。

经过他和众多技术人员、建设人员的共同努力，项目终于如期完工。

这个过程中徐洪杰他们发扬老一辈科研人“甘坐冷板凳”的奉献精神，不发论文、不申请奖项，为了祖国的利益做起了新时代的“隐姓埋名”者。

2023年6月，实验堆取得国家核安全局颁发的核设施运行许可证，这是国际上首个经过国家核安全监管部门审查并颁发的熔盐堆运行许可证。

仅仅4个月之后，这座杜基熔盐堆就实现首次临界。

2024年6月17日，在所有科研人员的见证下，实验堆首次实现满功率运行，热功率毫无意外的达到设计要求的2兆瓦。

2024年10月，这座完全由中国科学家设计建造的试验堆在万众瞩目中完成世界上首次熔盐堆加钍实验，率先在国际上建成熔盐堆与钍铀燃料循环研究平台。

官方资料

就在世界其他国家还在猜测中国“钍基熔盐堆”的设计理念的时候，2025年11月中国科学院又传来好消息，这座2兆瓦的液态燃料钍基熔盐实验堆已经实现钍铀核燃料转换。

按照钍入熔盐堆运行后实验数据分析，戈壁滩上的反应堆所转换的核能足够我国使用上千年，无愧于“无限能源”的称号。

钍燃料入堆的成功运行不但进一步巩固了我国在国际熔盐堆研究领域上的主导地位，也证明中国在清洁能源领域的创新和研发是远超世界其他国家的。

从二十一世纪初开始，高瞻远瞩的中国政府就大力扶持清洁能源的研发。

经过二十年的厚积薄发，中国在该领域迎来了爆发。

光是2022年，中国人就提交了具有国际竞争力的清洁能源专利5000多项，位居世界第一，是美国的2倍多。

欧洲专利局首席经济学家感叹，如果剔除中国的数据，全球清洁能源创新进度几乎可以忽略不计。

为了不被中国甩的太远，美国能源部已经开始重启熔盐堆计划，印度也在尝试摸着中国的成功经验“过河”，开始搞起了钍反应堆研究。

就在这些国家争相追赶的时候，中国科学家已经在着手研究“无限能源”的推广。

相信在不久的将来，许多沙漠国家都将使用上中国制造的“无限清洁能源”，逐渐摆脱缺水少电的困境。