核能發(fā)展至今不到70年，已經(jīng)占到全球平均電力來源的10％，不過我國的核電占比就低了，僅有4.7%。

目前人類對核能的利用還只能用核裂變來發(fā)電，而核聚變才是無限能源。

核裂變是重原子核分裂為輕原子核，核聚變是輕原子核結(jié)合成較重的原子核而釋放能量。核聚變的能量平均是核裂變的4倍，提供的幾乎是無限清潔、安全和廉價的能源。

當(dāng)前大陸運行的核電機(jī)組共56臺，占全國發(fā)電量的4.79%，使用的原料是鈾。一公斤鈾235釋放的能量相當(dāng)于2700噸優(yōu)質(zhì)煤。

現(xiàn)在的問題是我們的鈾不夠用。我國鈾的自主產(chǎn)量約2000噸，占總體需求的比例不到20%，到2030年和2040年，我國對鈾的需求量將高達(dá)22600噸和43400噸，一旦被禁運，那就完蛋。

全球都在缺鈾，包括美國現(xiàn)在都在未雨綢繆，研究如何不從俄羅斯進(jìn)口鈾。

鈾是最佳的核電站燃料，但不是唯一的，除了鈾，還有钚、釷、銫、鍶等。其中釷的含量巨大，地殼中釷的平均含有量是10.5ppm，而鈾的含量約為3ppm。釷的燃效非常高，理論上一噸釷可提供相當(dāng)于200噸鈾或350萬噸煤所提供的電能。

但釷的提取成本和難度遠(yuǎn)高于鈾，因此沒有國家把釷作為主攻方向或中途終止。

上世紀(jì)40年代，美國嘗到了核彈和核動力的甜頭，一發(fā)不可收拾，空軍試圖制造出核動力轟炸機(jī)這種“永不疲倦的鐵鳥”，真正實現(xiàn)全球的空中力量打擊，因此開始了資助研究，要求能量密度大，小型化。

1965年，美國橡樹嶺國家實驗室建成全球唯一成功實現(xiàn)釷基核燃料運行的反應(yīng)堆，一直運行到1969年。

后期由于導(dǎo)彈的出現(xiàn)，遠(yuǎn)程打擊成為現(xiàn)實，“永不疲倦的鐵鳥”不再是迫切的需要，再加上核原料供給緊張、提純成本過高、燃料消耗太大等問題，最終美國終止了釷基熔鹽堆的研發(fā)計劃。

美國人沒搞成的技術(shù)，未必沒有價值。因為現(xiàn)在的情況一般都是美國提出構(gòu)思，我們負(fù)責(zé)實現(xiàn)。

而且相對于美國我們有得天獨厚的生產(chǎn)優(yōu)勢。釷是一種伴生礦，它是獨居石礦的副產(chǎn)品，而獨居石礦就是我們所說的稀土礦。這對于別的國家是大難題，對于擁有稀土產(chǎn)業(yè)的我國而言，屬于數(shù)學(xué)題的解答已經(jīng)到了最后幾步，完全是潑天的富貴。

而且我國“富釷貧鈾”，釷儲量豐富，我國已探明的釷儲量超過30萬噸，僅次于印度，排名世界第二，能夠使用兩萬年，實現(xiàn)釷基燃料的高效利用，對我國能源可持續(xù)發(fā)展的意義重大。

從這點講我們也是被逼出的一生才華，因此我國很早就把釷作為主攻方向。

上世紀(jì)70年代，我國就進(jìn)行過釷的嘗試，但限于當(dāng)時的科技、工業(yè)和經(jīng)濟(jì)水平，不得不終止。

2011年，隨著國內(nèi)各項技術(shù)的顯著提高，鈾礦資源平行替代的需求，以及釷基熔鹽堆的各項絕對優(yōu)勢，我國再次啟動了釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)的研究和建設(shè)，整合了中科院上海應(yīng)用物理所，上海有機(jī)所、上海高研院、長春應(yīng)化所、金屬所等 10 家院內(nèi)外科研單位參與。

釷基熔鹽堆有如下優(yōu)勢：

一是建設(shè)成本低。

釷基熔鹽堆使用的高溫熔鹽，本身是液態(tài)流體，可以作為反應(yīng)堆冷卻劑，而且這種熔鹽具有高溫低壓的特性，不需要高強(qiáng)度的壓力組件。沒有壓力組件意味著不需要使用沉重而昂貴的特種材料，減少附屬裝置，實現(xiàn)反應(yīng)堆的小型化和輕便化。

二是更節(jié)能、更高效。

釷能實現(xiàn)燃料的高效利用，減少了核廢料產(chǎn)生，更節(jié)能，經(jīng)濟(jì)效益也更高。

三是使用場景更廣泛。

我國現(xiàn)在的核電站全部修建在海邊，目的是為了用海水冷卻。釷基熔鹽堆采用非水冷技術(shù)，也不需要水來吸收核輻射，對水資源的消耗很少，突破了限制，可以修建在內(nèi)陸，甚至干旱地區(qū)同樣也能修建。

四是安全性更高。

為什么說熔鹽安全呢？切爾諾貝利爆炸就是因為用的是水冷反應(yīng)堆，出事故的核心原因是冷卻水不足后氣化成高溫高壓水蒸氣，突破壓力容器的臨界點時，爆炸發(fā)生。

釷基熔鹽堆在運行過程中幾乎不會氣化。因為我們使用的熔鹽是氟鹽，熔點550℃，沸點1400℃，在常壓下工作溫度可高達(dá)700℃?？梢哉f熔鹽堆里的工作氣壓跟我們?nèi)粘５纳瞽h(huán)境沒有區(qū)別，都是一個大氣壓。

所以釷基熔鹽堆自身不產(chǎn)生壓力，那么即便泄漏也不會爆炸。它的泄漏也就是液態(tài)的熔鹽慢慢流出來。因此我們只需要提前在下方修建一個儲罐，讓泄漏的熔鹽自行流入儲罐，冷卻后凝固成固體，鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)也自動停止，不會發(fā)生堆芯熔化，更不會發(fā)生核物質(zhì)四處擴(kuò)散的情況。

這是因為釷基熔鹽堆的核燃料是液體，跟熔鹽混合在一起的，不會像固體燃料那樣集中在一個區(qū)域反應(yīng)，無法移動或自行分離。當(dāng)泄漏的熔鹽流下來冷卻后，正好就把液體里面的核燃料物質(zhì)包裹了，起到自動隔離作用，功效等同于自動阻燃的滅火。

所以說釷基熔鹽堆有人類“終極能源”一說。至于清潔方面則毋庸置疑，熔鹽堆能做到零碳排放。

另外，據(jù)測算，釷基熔鹽堆的放射性很弱，對工作人員的危害性很小。

2017年4月，甘肅省武威市與中科院簽訂了在該市民勤縣建設(shè)釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)項目的戰(zhàn)略合作協(xié)議，總投資220億元。2018年9月該項目開工建設(shè)，2019年建成了世界首臺縮比熔鹽仿真堆，目的是檢驗新開發(fā)的合金，是否能承受1000度的高溫和氟化鹽的腐蝕。

美國首次開發(fā)時憑借自己卓越的航空技術(shù)，搞出了一種鎳基合金，這種合金的耐蝕和耐高溫強(qiáng)度比一般的鐵基合金都更好，美國航空發(fā)動機(jī)的核心轉(zhuǎn)子均是使用這種合金。

后來美國放棄了釷基熔鹽堆研究，這種合金被擱置，我國后發(fā)制人，在鎳基合金上引入納米技術(shù)，讓這種材料的性能更進(jìn)了一步。

這座仿真堆的主體工程在2021年完工，2兆瓦液態(tài)燃料釷基熔鹽試驗堆投入運行。在運行兩年后，2023年6月7日，中國國家核安全局頒發(fā)了該項目的運行許可，準(zhǔn)許其進(jìn)行裝料、調(diào)試和試運行，并網(wǎng)發(fā)電。

如今，相關(guān)測試完成，我國計劃在2025年開建全球首座10兆瓦釷基熔鹽堆核電站，2029年建成，實現(xiàn)首次臨界并滿功率運行。

不僅如此，這項技術(shù)已運用到船舶。2023年末，中國船舶集團(tuán)有限公司旗下江南造船（集團(tuán)）有限責(zé)任公司發(fā)布了全球首型、世界最大24000TEU級核動力集裝箱船船型，全長就已經(jīng)達(dá)到400米，可承載19100個標(biāo)準(zhǔn)集裝箱。

這么大的船，自然需要不一般的動力。如果使用傳統(tǒng)的化石燃料，能效低，反觀釷基熔鹽堆，動力持久，裝置小，產(chǎn)能綠色，技術(shù)安全，自然是大型船只動力的不二選擇。

我國在這類船上已采用了我國的第四代核電技術(shù)——釷基熔鹽反應(yīng)堆的設(shè)計方案，該方案獲得了挪威船級社頒發(fā)的原則性認(rèn)可證書。

該反應(yīng)堆原理是采用中子源轟擊釷-232以使其在β衰變后變成裂變材料鈾-233的核裂變產(chǎn)生反應(yīng)堆能量，經(jīng)一、二回路的氟化鹽作為介質(zhì)傳導(dǎo)、冷卻熱量，再傳遞給使用純水或者二氧化碳作為介質(zhì)的三回路以導(dǎo)出熱量給汽輪機(jī)用于發(fā)電，再經(jīng)電動機(jī)帶動螺旋槳推進(jìn)船艦移動。

釷基熔鹽反應(yīng)堆安全性高，唯一的缺點是作為傳熱介質(zhì)的氟化鹽對于容器和回路管路的腐蝕性較強(qiáng)，該船型需每15~20年進(jìn)行一次動力維護(hù)。

所有的核動力都不是一勞永逸的，都要定期進(jìn)行維護(hù)和更換。美國的尼米茲級核動力航母每隔24年會進(jìn)行一次為期2.5年的大修，主要是更換反應(yīng)堆。

韓國媒體對此是一片哀嘆，還能拿什么和中國競爭？

韓國造船業(yè)在我國的競爭中已經(jīng)落于下風(fēng)，隨著這種核動力大型船只的推出，韓國想買都買不到這種動力源，其造船業(yè)必將日薄西山。

江南造船廠是我國大型軍艦?zāi)酥梁侥笓u籃。江南造船廠制造的這艘核動力集裝箱船是排水量近24萬噸的龐然大物，相當(dāng)于兩艘12萬噸級的航空母艦。

我國能把第四代堆型熔鹽反應(yīng)堆用在集裝箱船上，把它變成我國航母的新一代核動力，自然也不是問題。

相信我國的新一代航母和一直未投入使用但未露面的95和96型核潛艇必然裝備的是這種釷基熔鹽反應(yīng)堆動力裝置。不要忘了，我國的科技方針雖然是軍民結(jié)合，但一定是軍用優(yōu)先，既然民用都敢公諸于世向外出售，軍用自然已不在話下了。