钍基熔盐堆技术的战略背景与资源禀赋 - 中国因铀资源相对不足，每年需进口大量铀矿，影响了能源自主性，因此寻求更可靠的电力供应路径[4] - 钍在地壳中含量远超铀，开采过程相对简单且辐射影响小，为核能发展提供了新机会[2] - 中国钍资源分布广泛，例如内蒙古白云鄂博矿区的钍储量在全球处于前列[4] 国际钍基熔盐堆技术发展历程 - 美国于1960年代在橡树岭实验室建成熔盐堆原型机，验证了液态燃料可行性，后因政策调整和对铀路线的偏好而搁置[6] - 印度设计了三阶段核计划，计划在第三阶段大规模利用钍，但实际进度一直滞后于预期[6] - 欧洲一些国家如丹麦对钍的研究主要停留在实验室讨论阶段，未进入实际建造[6] 中国钍基熔盐堆项目的研发与建设 - 中国从上世纪末开始关注钍技术，并于2011年正式启动国家先进核能专项，将钍基熔盐堆作为重点攻关对象[4] - 项目选址于西北戈壁滩，利用其严苛的气候条件进行隔离测试，避免了在人口密集区的安全顾虑[8] - 研发工作从基础研究起步，经历了多年的技术积累，体现了在科技创新上的坚持[8] 技术突破与核心运行原理 - 钍基熔盐堆使用液态燃料，使反应过程更灵活高效[10] - 2025年11月，由中国科学院上海应用物理研究所主导的2兆瓦实验堆在甘肃武威成功完成钍向铀-233的燃料转换，标志着全球首次实现钍燃料在熔盐堆内的实际闭环运行[10] - 燃料转换过程从中子轰击钍原子核开始，生成可裂变的铀-233，新燃料继续参与反应形成自我维持的循环[10] 技术优势与安全特性 - 相比传统固体燃料堆，液态熔盐能均匀分布热量并在常压下工作，极大降低了高压水冷堆的爆炸隐患[12] - 发生异常时，熔盐可快速排水并固化，阻止反应扩散，安全性能远超以往设计[12] - 中国团队通过添加特定合金元素开发出耐蚀材料，解决了高温腐蚀挑战，确保堆体在600多摄氏度环境下稳定运行[12] 工程成就与国产化水平 - 项目国产化率达到九成以上，从盐泵到控制系统均由国内企业制造，避免了技术依赖外国的风险[14] - 中国优化了堆芯结构，将换热器和泵集成到一个容器内，减少了管道连接点，降低了泄漏概率[14] - 项目建成了热功率2兆瓦的装置，获取了真实运行数据，其燃料转换效率高达百分之九十五，废料产生量仅为传统堆的几分之一[14] 资源潜力与研发效率 - 钍资源利用率大幅提升，按中国当前年用电量计算，已探明钍储量足够支撑两万年以上的能源需求[16] - 研发路径注重实用，从2018年开工到2023年首次临界，每一步都通过模拟和测试迭代优化[16] - 2024年6月达到满功率运行时，出口温度稳定在650摄氏度，为后续高温应用如制氢提供了基础[16] 战略意义与未来应用前景 - 钍堆适合内陆部署，不需要大量冷却水，可在西北干旱地区高效运转[18] - 未来该堆型可与可再生能源结合形成互补系统，例如用熔盐储存太阳能热量以实现24小时稳定供电[18] - 燃料循环使资源消耗降到最低，打造出接近“无限能源”的模式，为中国在全球能源竞赛中带来了议价优势[18] 总体评价与行业影响 - 钍技术重塑了能源安全底线，使中国在应对气候挑战时更有底气[20] - 燃料转换的完成打开了新大门，未来商用化将进一步放大其价值[20] - 中国在钍基熔盐堆领域的领先地位是通过长期投入实现的[20]