钍铀燃料转换全球首例 中国第四代核能弯道超车

2025年度中国科学十大进展发布，这项成果低调入选，却牵动了全球能源界的神经：由中科院上海应用物理研究所牵头完成的钍基熔盐堆钍铀燃料转换，成为全球首个实现该技术突破的项目。

美国早在半个多世纪前就启动了这项研究，却最终搁置。接过技术接力棒的中国，不仅啃下了核心难题，还拿到了全球能源格局重构的入场券。这背后，真的只是技术追赶吗？恐怕没这么简单。

钍基熔盐堆系统结构图 ：标注各组件的钍基熔盐堆循环系统示意图

半个世纪的接力：美国放弃的赛道 中国跑通了

上世纪50年代，美国橡树岭国家实验室就开启了钍基熔盐堆的研究，1965年建成实验堆，运行上万小时验证了技术可行性。但冷战时期的战略调整，让这项研发直接戛然而止，此后半个多世纪，始终没能攻克燃料转换的核心难题。

2000年，钍基熔盐堆被列为第四代核能六大技术路线之一，但国际上始终停留在概念验证阶段。中国接过这项技术后，整整14年攻关，百家科研单位、上千次实验，最终实现了堆内钍铀燃料转换，走完了从实验到验证的全流程。

老式核电站控制室 ：工作人员操作老式核电控制设备场景

很多人只看到了技术突破，没注意到另一个关键事实：这次突破的核心设备国产化率超过90%，关键设备全部实现自主生产。攻克熔盐腐蚀难题的GH3535镍基合金，腐蚀量控制到了国际标准的十分之一，在线燃料处理系统的精度控制在1毫米以内。

这不是简单的技术追赶，是在一条被大国放弃的赛道上，从头建立了完整的技术体系。

关于中国钍资源储量，有两个不同的统计口径：工业储量28万吨占全球五分之一，而内蒙古白云鄂博矿区已探明百万吨级伴生钍矿，全球占比超过60%。无论哪个数据，都意味着一件事：中国发展钍基熔盐堆，拥有天然的资源优势。

更妙的是，钍大多是稀土开采的伴生矿。作为全球最大的稀土生产国，中国无需单独开矿，只需从稀土尾矿中提取就能获得燃料，直接形成了资源自主闭环。这种先天优势，是任何其他国家都比不了的。

燃料类型

能量转换比

中国可供应时长

1吨钍=200吨铀=350万吨煤

几千年（工业储量）/六万年（总探明）

传统铀

1吨铀=1800吨煤

数十年（依赖进口）

一吨钍裂变产生的能量，相当于350万吨煤炭，仅现有工业储量就能支撑中国几千年的能源需求。如果这项技术完成商业化推广，中国就能彻底摆脱对进口铀的依赖，能源安全的底牌又厚了一层。

核能发展代际图 ：展示五代核能技术演进的信息图

除了资源优势，钍基熔盐堆相比传统核电，还有两个无法替代的优势：安全性和选址灵活性。传统压水堆需要高压运行，依赖大量水冷，必须建在沿海，还有堆芯熔毁的风险。

钍基熔盐堆是常压运行，燃料直接熔解在熔盐中，温度升高时核反应会自然放缓，遇到极端情况熔盐会自动凝固，彻底杜绝放射性泄漏的风险。不需要大量水冷，意味着可以直接建在内陆戈壁，靠着特高压电网就能实现西电东送，解决中国能源分布不均的问题。

不止是能源 中国已经摸到太空能源先手

钍基熔盐堆的应用场景，远不止陆地发电。天生的稳定性，让它成为太空基地供电的最优解。

月球的昼夜周期长达14天，连续半个月的黑夜让太阳能完全失去用武之地，而钍基熔盐堆能量密度大、寿命长，一次加燃料可以稳定运行20年，整个堆体还能一体化设计，整体吊运发射。现在美国阿尔忒弥斯登月计划还在依赖太阳能，核能验证尚未完成，中国已经在技术上抢得了先手。

新闻报道截图 ：新华网关于钍铀核燃料转换的报道页面

更值得关注的是，钍基熔盐堆只是中国第四代核能突破的冰山一角。全球首座商运的第四代核电站——石岛湾高温气冷堆，从2023年12月投产以来一直平稳运行，现在已经形成了完整的产业链，60万千瓦级的技术方案已经进入施工图设计阶段。霞浦快堆示范工程也在稳步建设中。

从熔盐堆到高温气冷堆再到快堆，中国在第四代核能的多条主流路线上同时开花，这背后是材料科学、核物理、精密制造等多学科的协同攻坚能力。这种全链条突破，放在全球范围内找不到第二个。

现在的核能竞赛，已经不是比谁先提出概念，而是比谁能啃下工程化的硬骨头，比谁能率先建立完整的技术标准。

按照公开规划，中国2025年就将开建10兆瓦商用钍基熔盐堆，预计2029年实现并网，这会是全球首个钍电商业化项目。如果能在2030年前建成100兆瓦级示范工程，中国就将拿到钍电技术标准的制定权。

现在业内有个很有意思的讨论：很多人觉得钍核电商业化还要几十年，但别忘了，石岛湾高温气冷堆从实验堆到商运，也走过了二十多年。现在技术积累已经完成，工程化的速度只会比我们想象得更快。

钍基熔盐堆主控室 ：工作人员在现代化钍基熔盐堆主控室工作

而且钍基熔盐堆700℃的高温熔盐，不仅能发电，还能同步制氢、为工业项目供热，综合能效比传统核电提升50%，正好能帮高耗能产业完成绿色转型，这种多场景适配性，是传统核电比不了的。

核废料处理上，钍电产生的核废料量只有传统堆型的千分之一，半衰期也缩短到300年，环境负担大大减轻，加上成本只有铀矿的一成，商业化后的竞争力会非常突出。

这场由中国领跑的第四代核能竞赛，本质上是一场能源自主权的争夺。当我们手里握着可供使用数千年的自主能源，当核心技术、核心资源、全产业链都牢牢握在自己手里，全球能源格局的天平，已经在悄然发生变化。

真正值得思考的从来不是这项技术多久能改变能源结构，而是当中国掌握了第四代核能的话语权后，那些依赖能源出口的国家，会重新面临怎样的定价规则？这个问题，比技术突破本身更值得玩味。

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