在甘肃武威,有这样一座27米高的银灰色建筑,从外观看,像是工厂,然而走近一瞧才发现,这里既没有烟,也不排废水,而是戈壁滩上的一锅“核能汤”。
这锅“核能汤”里装的不是普通东西:700摄氏度的液态熔盐像沸腾的浓汤,里面溶解着一种叫“钍”的银色金属。放在十几年前,钍还是没人待见的“废料”。
它常和稀土矿混在一起,因为提炼难度大,开采稀土时挖出来的钍矿渣,白送都没人要。
现在不一样了,当钍变成核燃料,它的价值瞬间超过稀土,成了真正的“能源黄金”。
更让人心安的是,中国的钍矿储量足足有140万吨,占全球探明储量的近四分之三,而且九成以上都是挖稀土时顺手就能分离出来的副产品,成本低到几乎可以忽略不计。
按能量换算,1吨钍发的电相当于350万吨煤,要是把我国的钍矿全用上,够14亿人安安稳稳用2万年,这样的“能源家底”,全球找不出第二家。
不过,光有“好食材”还不够,怎么把钍做成能稳定用的“能源汤”,才是真正的世界级难题。
以前的核电站像个时刻绷紧神经的“高压锅”:靠固体铀燃料发电,必须用大量冷却水降温,一旦冷却系统出问题,就可能像福岛核事故那样酿成大祸。
而钍基熔盐堆的创新,相当于把“高压锅”换成了“慢炖盅”钍溶解在液态熔盐里,在常压下慢慢流动,不用靠高压维持反应,安全性直接上了一个台阶。
更绝的是它的“保险设计”:反应堆底部装了个“冷冻塞”,要是温度异常,塞子会自动熔化,熔盐会全部漏进底下的应急罐,反应瞬间停止,连人为操作的时间都不用等。
这种设计里藏着东方智慧,就像给反应堆戴了个“金钟罩”,怎么都不容易出问题。
这“慢炖盅”还特别“抗旱”,传统核电站得建在水源充足的地方,可钍基熔盐堆几乎不用水,沙漠、戈壁随便选地方,一下子解决了核电选址的大难题。
而且,它运行起来像煮火锅,随时能往“汤里加菜”也就是补充钍燃料,不用像传统核电站那样停堆才能换燃料,效率比老技术高太多。
今年上半年,武威的这个实验堆实现了连续稳定运行,这意味着西方研究了五十年的技术瓶颈,被中国率先突破了。
说起这技术的“前世今生”,还藏着一段中美“追逐赛”的故事。
早在60年前,美国橡树岭国家实验室就画出了钍基熔盐堆的蓝图,还建了个实验堆,可后来发现钍没法用来造核武器,觉得“没价值”,干脆砍了项目。
而中国这边,1971年上海“728工程”实验室里,科研人员对着美国公开的图纸犯愁关键材料、核心工艺全被封锁,实验堆因为耐不住熔盐腐蚀,没多久就搁浅了。
转机出现在2011年,中国科学院把钍基熔盐堆列为战略性先导专项,召集全国顶尖的材料学家,专攻最棘手的“熔盐腐蚀”问题。
每层想,这一攻就是十年,当新型镍基合金材料做出来时,连德国工程师都惊叹:这种材料泡在700度的熔盐里五年,腐蚀量比他们的样品少90%!
现在中国已经建起了从钍矿开采、燃料提纯到废料处理的完整产业链,美国能源部在报告里不得不承认,在第四代核能竞赛里,中国已经把实验室里的优势变成了实实在在的工业体系。
这锅“核能汤”的价值,可远不止发电那么简单。
它输出的700摄氏度高温热能,直接重新定义了能源链:
用这高温蒸汽驱动海水淡化,一座堆一天能供20万吨淡水,够百万人口的城市用一天;
用来电解水制氢,效率比传统方法提升40%,成本快赶上化石能源制氢了,以后新能源车的“绿氢”可能就从沙漠里来。
更灵活的是,它还能做成集装箱大小的微型堆电网没覆盖的海岛、边防哨所,甚至未来的月球基地,都能靠它供电。
别看它建造成本比传统核电站高30%,燃料费用却能省40%以上,碳排放只有煤电的1%,这让不少石油国家都坐不住了要是这技术普及开,能源格局都得变。
其实,钍基熔盐堆的突破不是偶然,这些年中国在清洁能源领域一直在“默默攒劲”。
2022年,中国申请人提交的国际竞争力清洁能源专利超5000项,是美国的2倍多;
全球65.5%的电池技术高被引论文,作者都是中国学者。
从全球首个“无储能”光伏制氢项目,到能扛住海浪的“南鲲号”发电装置,再到上海的116万千瓦虚拟电厂,中国已经搭起了新能源的“立体战队”。
欧洲专利局的首席经济学家说过,要是把中国的数据剔除,全球清洁能源创新进度几乎是零这话虽然有点绝对,却说出了中国在这一领域的分量。
如今,武威钍基熔盐堆的控制室里,工程师们每天都会盯着屏幕上的曲线那是熔盐流动的轨迹,平稳得像戈壁上的地平线。
而太平洋彼岸,美国能源部悄悄重启了熔盐堆计划;印度也宣布要加快钍反应堆研究;
没有轰轰烈烈的宣传,也没有太多豪言壮语,这座藏在沙漠里的银灰色建筑,就这么安安静静地“炖”着它的“核能汤”。
它熬熟了美国半个世纪前的蓝图,也熬出了中国能源自主的新可能,以后提起“无限能源”,不再是科幻电影里的画面,而是甘肃荒漠里那锅冒着热气的“汤”,是中国给世界的一个实在答案。
参考资料:
更新时间:2025-10-04
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