中國能源需求一直很大,鈾資源相對緊缺,這讓科研人員早早就把目光轉向釷這種元素。釷在我國分布廣,尤其和稀土礦伴生,開采成本低。早在2011年,中國科學院就啟動專項,瞄準釷基熔鹽堆這種第四代核技術。
團隊從基礎入手,集結材料專家和工程師,逐步解決高溫熔鹽帶來的腐蝕難題。選址定在甘肅戈壁,避免傳統核堆對水的依賴。項目推進時,天氣極端,設備運輸難,但一步步建起實驗基地。
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建設從2018年開始動工,2020年進入關鍵安裝。科研人員測試合金材料,確保耐高溫環境。2021年主體完工后,進入調試階段。控制系統優化花了不少工夫,監測熱量分布。
2023年10月11日,堆首次臨界,鏈式反應啟動;這步確認設計靠譜。接著,工程師調整參數,積累數據。2024年6月17日,滿功率運行成功,熱量輸出穩定。9月拿到加釷許可,10月完成首次加釷操作。
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2025年11月1日,釷鈾轉換實現,國際上首份堆內釷數據到手。這標志我國成為全球唯一運行釷基熔鹽堆的國家。熔鹽堆用液態氟化物鹽冷卻,溫度高到幾百度,能直接供熱或發電。
釷-232被中子轟擊,轉成鈾-233裂變放能。循環閉合,廢料少,安全性高。常壓運行,不用大量水,適合內陸。相比風電太陽能的間歇,它提供穩基荷電,補齊清潔能源短板。
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這項技術不只發電,還能制氫或處理二氧化碳,合成燃料幫減排。供應鏈基本國產,核心泵和容器全自主。早期實驗室回路模擬高溫,迭代設計多次。戈壁基地防護嚴,環境監測沒問題。國際專家留意進展,我國領先吸引合作。跟早期規劃比,推進快得多,得益國家支持。釷從稀土副產品來,資源利用更高效。這轉變中國核能從追趕到領先。
釷基熔鹽堆核心是閉式燃料循環。釷資源豐富,能撐我國能源需求好多年。堆運行時,熔鹽包容放射物,事故風險低。高熱輸出擴展到化工,推動產業變。比傳統堆,建期短,模塊化易擴。擺脫鈾進口,戰略自主強。國際上,美國1965年橡樹嶺建熔鹽堆,但70年代政策停掉。2018年能源部重啟,但落后。印度俄羅斯研究中,進度慢。我國積累深,平臺獨一。
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搶先美國,靠多年鉆研。熔鹽堆解碳排放,高溫制氫減化石依賴。實驗數據優化模型,模擬準。比煤氣,零排放,長遠成本低。全球釷多,但我國先工程化。熔鹽組成調優,穩定性好。儀器耐輻射,反饋實時。安全融被動冷卻,重力排水。效率高,超傳統堆。釷堆不產武器材料,增殖低,助不擴散。
未來三步走:實驗堆已成,2025年后推10兆瓦研究堆,驗證高功率。2030年前60兆瓦示范,2035年百兆瓦應用。團隊迭代,商用化目標。經驗積累需時,大規模部署漸進。釷堆小模塊供邊遠電。融氫能,建綜合系統。話語權增,或定標準。資源安保發展,降進口險。平臺貢全球數據,促合作。
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