过去几十年,全球都在为找更干净、更稳定的能源头疼,尤其是核能这块,传统路子依赖铀矿,进口一大堆,风险高不说,还总担心安全事故。
结果中国科研队在甘肃武威戈壁上搞出个钍基熔盐实验堆,这玩意儿被称作“无限能源”的潜力股,专家估算光中国手里的钍资源,就能撑全国两万年用量。
关键是,这技术美国人半个世纪前试过,但卡在难题上扔了,中国人捡起来,硬是给整明白了,抢在美国前头建成了全球唯一在跑的实验堆。
上世纪60年代,美国橡树岭国家实验室的工程师们先动的手,他们建了个熔盐实验堆,跑了几年,证明这路子行得通。
熔盐堆用液体盐当冷却剂和燃料载体,效率高,废料少,但高温下熔盐像酸一样啃材料,管道合金撑不住几天就裂。
加上冷战时期,美国核政策偏向能产武器原料的铀钚路线,熔盐堆不合适,就在1973年封存了,资料扔仓库吃灰。
那些公开文件后来成了中国人的宝贝。2011年,中国科学院启动钍基熔盐堆专项,徐洪杰领队,从上海应用物理研究所起步,消化美国老资料,再自己创新。团队从几十人扩到三四百,花了近15年,建能力平台,研发新材料。
腐蚀问题是最大坎,测试上百种合金配方,调整铬钼比例,最终炼出耐高温熔盐的新型镍基合金,样品泡几个月表面还光滑。这一步,直接清了熔盐堆实用化的拦路虎。
相比美国,中国不光补了材料短板,还在整体系统上优化,让堆在常压下稳稳工作。传统压水堆像高压锅,总得盯着防爆,熔盐堆不一样,物理特性自带安全阀,异常时盐液自动流出,冷凝封住放射物,废料产量低,半衰期从几万年缩到几百年,处理起来轻松多了。
钍这元素在中国手里,才真叫宝贝。
全球钍储量比铀多3到4倍,中国是头号持有国,内蒙古白云鄂博矿区伴生钍就够用上千年,全国总储量理论上能顶两万年能源消耗。钍常跟稀土矿一块儿挖,中国稀土分离技术全球领先,顺手就把钍低成本弄出来,不像铀得从国外买,地缘风险一大堆。
钍在堆里吸收中子,转成可裂变铀-233,实现燃料自我再生,利用率高达90%,远甩传统铀堆的1%。这闭环从上游矿到下游应用,全自主,不用看别人脸色。实验堆用钍基熔盐,运行温度超700度,不光发电效率高,还能顺带淡化海水、制氢,工业上多面手。
选址戈壁,传统核电得靠水冷却,这里不用,解了内陆能源瓶颈。那些干旱地方以后能灵活布小型模块堆,像能源岛一样就近供电,电网损耗降一大截,海岛、偏远区也能用上稳定电。
项目推进得踏实,2018年武威破土,八年攻坚,2023年10月11日11点08分,堆首次临界,中子计数器跳动,团队那叫一个激动。
2024年6月17日10点12分,满功率运行,稳定输出2兆瓦热功率。10月完成全球首次熔盐堆加钍实验,燃料盐注入,泵转起来,数据反馈一切正常。
2025年4月,中国科学院上海分院正式宣布,堆已连续稳定运行。这堆是液态燃料钍基熔盐实验堆,全球独一份,验证了从材料到系统的全链条。中国团队没走捷径,选择了最难的路,但也最对味儿。
徐洪杰说,这技术曾被美国人称“过于复杂极难实现”,西方研究50多年没突破,咱们硬是给办了。
项目从理论到落地,融入了多少汗水,科研人几十年专注一件事,不是为名利,就为国家能源独立多份底气。
安全性是熔盐堆的杀手锏,传统堆总有冷却失效风险,熔盐堆靠物理定律兜底,不需复杂干预。泄漏时盐凝固成块,放射物锁死,天然屏障。无水冷却,戈壁空气就够,地理限制没了。废料少,处理难题缓和,环境负担轻。
相比美国搁置,中国在钍链上形成全产业链,从矿采到堆建,自主率高。
国际上,俄罗斯、法国、加拿大也摸索,但中国已领跑。
展望一下,规划里2025年年内破土建小型模块化钍基熔盐堆研究设施,目标2029年临界满功率,但眼下是8月,还在筹备阶段。
长远看,2030年前后出商用版,百兆瓦规模,2035年大规模铺开,模块化如积木拼,内陆海岛布点,电网优化。
工业高热产氢、淡化海水,协同双碳。能源独立链条牢,成本降,团队扩,年轻人接棒。这不光是中国的事儿,还可能给全球能源气候挑战提供方案。
全球能源赛道,中国从追赶到引领,靠的就是专注和创新。这堆亮起的光,照亮的不止戈壁,更是未来希望。
谁说奇迹遥远?它就在甘肃武威,静静运转着。
参考资料
第四代核电技术代表 钍基熔盐堆重塑能源结 金融界
更新时间:2025-09-09
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