够中国用两万年？中国突破“无限能源”， 将开建全球首座钍熔盐堆

在甘肃武威的戈壁深处，一件足以改写能源史的事情正在悄然发生。

全球首座实际投入运行的钍基熔盐实验堆已经启动，更耐人寻味的是，这项成果的技术起点，恰恰来自美国六十多年前已经解密、却被自己束之高阁的研究档案。

几十年来，钍在业内被私下称为"核能的圣杯"——更清洁、更安全、几乎无法被武器化。五年前它还只是理论上的许诺，如今它正在中国的沙漠里发出真实的热量。

全球一年的能源需求，只需要约五千吨钍就足以覆盖，也就是说，一座矿场轻轻松松挖出来的量就够点亮整个星球。

钍存在于尾矿堆和灰堆里，随处可见；就使用效率而言，它比现役铀燃料高出约二百倍，产生的废物比铀少几百倍，比化石燃料少几百万倍。

中国的钍储量尤为可观，仅国内已探明的部分，就足以支撑未来两万年的能源需求，甘肃、内蒙古一带更是分布密集，官方口径的工业储量为28.6万吨，若叠加潜在资源量，供应侧几乎不存在天花板。

自工业革命以来，人类靠燃烧化石燃料点灯做饭，代价是严重的空气污染、庞大的医疗支出和数以百万计本可避免的死亡。二战之后核能时代到来，效率极高，看上去就是未来，但公众对堆芯熔毁的恐惧始终难以驱散。

钍在这样的背景下几乎是量身定做的答案：储量丰富、比铀更稳定、活性更低，反应堆无法发生传统意义上的熔毁。

以甘肃这座反应堆为例，一旦事态失控，反应堆底部的塞子会自动熔化，燃料靠重力直接排入地下的安全罐，迅速冷却凝固，放射性物质被封在原地——比传统反应堆那种不可阻止的链式反应要从容得多。

它在常压下运行，不必像水冷堆那样承受极高压力，也就没有蒸汽爆炸的隐患；甚至无需大量水冷，戈壁、沙漠、内陆平原都能布点。

钍本身并不是可裂变材料，天然存在的钍-232无法独自维持核反应，但它是"可增殖的"：被中子轰击后变成钍-233，再经β衰变为镤-233，将镤提取出来继续衰变，最终生成可用燃料铀-233。

这个过程在传统固体燃料棒里几乎无法进行，因为很难在反应进行中提取物质。

熔盐反应堆则完全换了一套思路：燃料以液态盐的形式流动，在约1200华氏度下保持熔化，不与空气反应，像水一样流动却不会沸腾。

液态燃料使得镤的连续提取成为可能，钍—铀燃料循环才能真正闭合。

钍相比铀的四大优势就此清晰。

第一是储量，钍在地壳中的丰度大约是铀的三到四倍，中国的钍多为稀土开采的副产物，几乎是零成本获得。第二是安全，熔盐冷却设计消除了对高压水系统的依赖，钍本身"防扩散性"强，用它造炸弹成本极高。

第三是清洁，钍反应堆不排放温室气体，废料量比传统铀堆少九成以上，铀废料需要封存上万年才不再危险，钍废料只需几百年就衰退到安全水平，而且它还能"吃掉"一部分现有的核废料。

第四是能量密度，钍的能量产出最高可达铀的二百倍——两块同样大小的电池，一块用铀一块用钍，如果铀电池能供电一天，钍电池就能供电六个半月。

1960年代，美国橡树岭国家实验室主任阿尔文·温伯格就主导了熔盐反应堆实验，从1965年运行到1969年，结果非常理想，被业内奉为一切熔盐堆设计的原点。温伯格设想通过钍推动人类摆脱化石燃料，甚至把它用于海水淡化，让沙漠地区种上庄稼。

然而冷战期间铀热达到顶峰，五角大楼需要能生产武器级材料的增殖堆，钍"不适合造武器"反倒成了它被抛弃的理由。温伯格因一次与国会议员霍利菲尔德的冲突被解职，橡树岭的钍蓝图从此落满灰尘。

温伯格后来在著作中写道："熔盐反应堆没被继续推进，并没有技术层面的原因"——它不过是与主流不同，"太化学化了，非化学出身的人无法充分欣赏"。此后美国NRC法规甚至明确限制液态燃料反应堆超过一兆瓦运行必须走昂贵许可流程，商业化几乎被彻底堵死。

转折点出现在2000年代，美国航天局工程师柯克·索伦森为月球社区寻找电源方案时偶然翻到橡树岭的老档案，被钍的能量密度震撼，四处奔走呼吁，却在美国无人问津。

真正接过接力棒的是中国，中国科学院的团队意识到，这些公开档案里塞着塑造下一代能源的全部密码。

项目负责人徐洪杰在一次内部会议上说得直白：美国把研究公开摆着等待合适的继承者，我们就是那个继承者；我们掌握了文献中的每一种技术，然后再往前推了一步。

据参与者回忆，当年他们抵达橡树岭时，一位工作人员宣布，中国科学院要接手这件事，"我们要拥有知识产权"。

2009年，中国钍项目正式立项；2018年动工。数百名科学家日夜工作，剖析解密档案、复现实验、开发新材料，很多人每年在现场超过300天。

国际上熔盐对设备的腐蚀通常在每年20微米左右，中国团队硬是把这个数字压到2微米，仅为一根头发丝直径的五分之一；燃料盐的配方和工艺，做了上千次实验才定型；核心镍基合金"哈氏合金N"从零起步自主研发，既要扛住高温熔盐的腐蚀，又要承受强辐射。

徐洪杰打过一个比方："兔子有时会犯错、变懒，那就是乌龟抓住机会的时候。"节奏由此加快。

2023年，中国钍熔盐堆实现持续核链式反应；2024年6月投入运行；截至2026年初，甘肃武威的实验堆完成了全球首次钍—铀核燃料转换，并首次做到在反应堆运行中添加新鲜燃料，验证了持续运行的可行性。

2026年将启动10兆瓦研究堆建设，目标是在2030年前让60兆瓦级反应堆投运，为2035年百兆瓦级示范工程并网发电铺路。现实的另一面同样需要正视。

从1940年代末起，德国、印度、荷兰和美国都曾建过多座尝试性的钍电站，没有一座撑过1980年代。

部分是设计问题，更深层的原因是经济性：从矿石中提取钍、把它加工成可增殖燃料的过程比铀昂贵得多；钍虽能释放铀二百倍的能量，但前提是燃料需要不断再处理，长期运行的成本压力不小。

材料科学也是一道硬关，极热的盐会腐蚀几乎所有周围材料，能长期承受这种环境的合金极难获得。

甘肃这座堆目前热功率只有2兆瓦，MIT校园那台美国最大的校园研究堆是它的三倍——它还只是概念验证，不是完整电站。

国际上，哥本哈根原子公司计划2026年在瑞士测试熔盐钍堆，随后规模化制造；拥有全球最大钍储量的印度因未签《核不扩散条约》进度受阻；美国和其他国家的初创公司大多还停留在纸面。

无论最终结局如何，钍的故事本身就足够动人：它展示了公共研究在几十年后如何反哺创新，也提醒人们研究的势头有多么容易停滞。

用徐洪杰自己的话说，"要在这一领域取得任何有意义的成果，你必须有毅力，准备好用20到30年只做这一件事。"

戈壁深处那台小小的反应堆是否真能撬动全球能源格局，尚需时间检验，但它至少证明了一件事——半个世纪前被主流放弃的那条路，从未走到尽头。