當世界還在為能源危機焦頭爛額時，中國卻在悄然進行一場史無前例的能源革命，我們不再受制于稀缺的鈾礦，而是將目光投向儲量驚人的釷。

這項被譽為“無限能源”的釷熔鹽堆技術，不僅有望為中國提供兩萬年的電力保障，更將徹底改變?nèi)祟惈@取能量的方式，引領全球邁入全新的核能時代！

中國核能的起步與鈾資源的隱憂

中國真正開始搞核能，是在上世紀五十年代，新中國成立初期，國家百廢待興，但在1955年，國家就定下方針：必須發(fā)展原子能。

當時目標非常明確，不是發(fā)電，而是為了國防安全，要想造出原子彈和氫彈，必須有穩(wěn)定的核燃料。

于是，全國范圍內(nèi)啟動了大規(guī)模鈾礦勘探，1958年，在湖南發(fā)現(xiàn)了中國第一個鈾礦床——711礦，這一發(fā)現(xiàn)極其關鍵，為“兩彈一星”的突破提供了燃料保障。

到了七十年代，國家發(fā)展進入新階段，經(jīng)濟逐步恢復，但電力嚴重不足，工廠缺電，老百姓生活用電也經(jīng)常不夠。

為了緩解電荒，國家決定把核能不僅用于軍事，還要用來發(fā)電，這就是后來被稱為“728工程”的計劃，目標是建設中國自己的第一座核電站。

設想很好，但很快就遇到現(xiàn)實問題，由于核電站的燃料主要是鈾，而中國的鈾資源并不豐富。

和一些資源大國相比，中國更是被劃入“貧鈾國”，一旦大規(guī)模上核電，很可能受制于國外進口，對能源安全來說，這是巨大的隱患。

再加上核電站的建設里，很多核心環(huán)節(jié)都得從零開始，反應堆堆芯、主回路系統(tǒng)這些關鍵參數(shù)，全靠自己反復計算和試驗。

錢、外部環(huán)境、工程管理等等都成了問題，可以說，秦山核電站能在1991年并網(wǎng)發(fā)電，是中國人硬啃下來的成果。

從一無所有到實現(xiàn)零的突破，這是一個標志性事件，說明中國不僅能搞軍用核能，也能搞民用核能，當時，中國也開始初步建立起“鈾-钚燃料循環(huán)體系”。

簡單來說，不光能直接用天然鈾，還能通過反應堆把部分鈾轉(zhuǎn)化成钚，再作為燃料回收利用，這種方式在一定程度上緩解了燃料緊張，但并沒有徹底解決問題，國內(nèi)鈾礦產(chǎn)量依舊不足。

尤其在進入21世紀后，中國的核電進入快車道，華東等經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，電力需求連年增加，核電站建設速度明顯加快。

進口雖然能緩解燃眉之急，但風險不小，非洲一些鈾礦供應一度出現(xiàn)過中斷，給國家能源安全敲響了警鐘。

這讓決策層不得不重新審視危機：一旦國際市場出現(xiàn)波動，中國的核電計劃就會受到牽制。

這種局面讓科研人員明白，如果繼續(xù)單靠鈾，中國的核能發(fā)展就會一直受制約，這種背景下，科學家開始研究新的路徑，而釷便逐漸進入人們的視野。

釷：一份藏在地下的“無限能源”地圖

釷的能量密度很高，1噸釷如果被完全利用，釋放的能量相當于200噸鈾的發(fā)電量或350萬噸煤的能量輸出。

如果能把它真正利用起來，核燃料緊張的問題就會緩解很多，釷在地球上的儲量比鈾多三到四倍，而中國的釷儲備尤其豐富。

按照專家測算，中國的釷儲備能滿足全國兩萬年的用電需求，換句話說，中國的釷資源完全能做到自給自足。

更關鍵的是，它的利用率極高，科學家們通過“釷-鈾循環(huán)”技術，可以把釷轉(zhuǎn)化為鈾-233，再繼續(xù)發(fā)生裂變。

這樣一來，反應堆不僅能自己發(fā)電，還能在過程中“造燃料”，傳統(tǒng)核電站的燃料利用率不到1%，而釷反應堆理論上能把利用率提升到95%。

這意味著，用更少的資源，可以得到更長久、更穩(wěn)定的能源供應，其實，美國在上世紀60年代就已經(jīng)做過釷堆實驗，證明了釷基燃料進行核反應的可行性。

但因為種種原因，比如材料技術的不足，無法解決熔鹽的腐蝕問題等，美國最終放棄了對熔鹽堆的研究。

戈壁灘上的釷基熔鹽堆

2011年，中國科學院正式啟動了“釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)”專項，這是一個國家級戰(zhàn)略工程，目標是用20年時間，讓釷核能真正從實驗室走向?qū)嶋H應用。

科研任務重點集中在兩個方面：一是解決熔鹽對材料的強腐蝕性，二是探索燃料循環(huán)和長期安全運行。

國家為此投入數(shù)億元，科研團隊涵蓋了材料學、核工程、冷卻與循環(huán)系統(tǒng)等多個方向，規(guī)?？涨?。

經(jīng)過數(shù)十年攻關，我國科學家成功開發(fā)出新型鎳基合金材料，克服了熔鹽堆的腐蝕問題。

到2018年，中國正式開工建設實驗堆，2023年，在甘肅武威的戈壁灘上，建成了全球首個2兆瓦級液態(tài)燃料釷基熔鹽實驗堆。

2023年6月，它拿到了運行許可；到2024年6月，我國的釷基熔鹽堆能源系統(tǒng)就實現(xiàn)了滿功率穩(wěn)定運行。

這是目前全球唯一真正運行中的釷基熔鹽堆，這一成果不僅是國內(nèi)首次，也是全球范圍內(nèi)的領先嘗試，標志著我國擁有了世界上獨一無二的釷基熔鹽堆（釷鈾燃料循環(huán)）研究平臺。

意味著中國在第四代核能技術上已經(jīng)走在世界最前列，如今，中國計劃先在甘肅武威先建一座電功率10兆瓦的小型模塊化釷基熔鹽堆，目標是在2030年前實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。

如果這個項目順利，下一步就是建設百兆瓦級的商用堆，用于發(fā)電和制氫，到2040年前實現(xiàn)釷-鈾閉式燃料循環(huán)，這不僅是一個能源新技術的問題，更關系到國家能源獨立和安全。

參考資料