2024年6月17日，一座隱藏在甘肅武威戈壁灘的神秘核能裝置，悄然實(shí)現(xiàn)了滿功率穩(wěn)定運(yùn)行。這座實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆，不冒煙、不排水、也不需要高壓冷卻，卻被稱為“能量鍋”，其內(nèi)部煮沸的并非普通液體，而是700°C的液態(tài)氟化鹽，溶解其中的是一種被忽視了幾十年的金屬元素——釷。

這項(xiàng)技術(shù)的名字叫“釷基熔鹽堆”，聽(tīng)起來(lái)有些陌生，但它卻被譽(yù)為人類通往“無(wú)限能源”的鑰匙。根據(jù)中國(guó)科學(xué)院的測(cè)算，僅140萬(wàn)噸釷資源，就足夠14億人用電兩萬(wàn)年，而中國(guó)，恰好擁有全球四分之三的釷儲(chǔ)量。

這不是空談。就在2025年，中國(guó)計(jì)劃開(kāi)建全球首座10兆瓦級(jí)釷基熔鹽核電站，并計(jì)劃在2029年實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。這項(xiàng)堪比“核能革命”的突破，正在悄悄改變世界能源格局。這項(xiàng)被美國(guó)60年前放棄的技術(shù)，為何如今在中國(guó)落地生根？中國(guó)又是如何一步步突破這項(xiàng)世界級(jí)難題的？

釷，這個(gè)元素并不稀罕，中國(guó)的稀土礦里幾乎都能順手帶出來(lái)。在內(nèi)蒙古白云鄂博礦區(qū)，工人們一邊開(kāi)采稀土，一邊“順手撈釷”。這些原本被當(dāng)作廢料的釷礦，如今成了無(wú)價(jià)之寶。中國(guó)現(xiàn)有釷礦資源超過(guò)140萬(wàn)噸，占全球的74%，而這一切，竟是稀土開(kāi)采的“副產(chǎn)品”。

對(duì)比之下，美國(guó)、印度雖然也有釷資源，但要么分布稀疏，要么難以分離，沒(méi)有中國(guó)這樣的“富釷富產(chǎn)”優(yōu)勢(shì)。中國(guó)的“富釷貧鈾”局面，反倒逼出了這條獨(dú)特的能源路徑。

中國(guó)不是突然搞出來(lái)這個(gè)反應(yīng)堆的，這背后是幾十年的積累。早在1970年代，中國(guó)就已經(jīng)開(kāi)始研究釷基熔鹽堆，那時(shí)候叫“728工程”。那時(shí)的科研人員手頭只有美國(guó)解密的技術(shù)圖紙，材料和工藝都得靠自己琢磨。因?yàn)闊o(wú)法解決耐腐蝕問(wèn)題，項(xiàng)目被迫擱置。

直到2011年，轉(zhuǎn)機(jī)才真正到來(lái)。中國(guó)科學(xué)院將釷基熔鹽堆列為國(guó)家級(jí)戰(zhàn)略項(xiàng)目，整合了十家科研單位，開(kāi)始全力攻關(guān)材料腐蝕、燃料提純等技術(shù)難題。為了解決熔鹽高溫腐蝕的問(wèn)題，科研人員反復(fù)實(shí)驗(yàn)，在鎳基合金中加入鉻、鉬、鎢等微量元素，最終開(kāi)發(fā)出一種新型耐蝕材料。

這種材料在700°C高溫氟化鹽中連續(xù)浸泡五年，腐蝕僅為國(guó)外樣品的10%。這種進(jìn)展，連德國(guó)專家都感到吃驚。2017年4月，甘肅武威與中科院簽署合作協(xié)議，正式啟動(dòng)釷基熔鹽堆實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

2018年9月，項(xiàng)目開(kāi)工建設(shè)。2019年，第一臺(tái)縮比仿真堆建成，驗(yàn)證材料性能。2021年，2兆瓦實(shí)驗(yàn)堆TMSR-LF1主體完工，并于2023年獲得運(yùn)行許可。

到了2024年6月，這座實(shí)驗(yàn)堆已運(yùn)行超過(guò)1000小時(shí)，具備滿功率連續(xù)運(yùn)行能力，并且實(shí)現(xiàn)了全球首次“不停機(jī)補(bǔ)充釷燃料”，這意味著釷堆真正具備了“邊運(yùn)行邊加料”的能力。這套技術(shù)，不僅在中國(guó)實(shí)現(xiàn)了全流程驗(yàn)證，更以實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，徹底打破了西方對(duì)熔鹽堆“不穩(wěn)定、不安全”的質(zhì)疑。

釷熔鹽堆的優(yōu)勢(shì)，不止是發(fā)電。由于能輸出700°C的高溫?zé)崮?，釷基熔鹽堆還能用于海水淡化、綠氫制備、區(qū)域供熱和船舶動(dòng)力。其中，氫能的制備效率比傳統(tǒng)電解水提升40%，基本可以與化石能源成本持平。

曾經(jīng)只能建在河邊、海邊的核電站，如今可以建在干旱的戈壁灘、沙漠甚至高原。熔鹽冷卻系統(tǒng)不需要大量水源，徹底打破了傳統(tǒng)核電的選址限制。小型模塊化設(shè)計(jì)更是讓它像“集裝箱”一樣隨建隨用，適合偏遠(yuǎn)島嶼、邊防哨所、月球基地等特殊場(chǎng)景。

這項(xiàng)技術(shù)也已應(yīng)用到船舶動(dòng)力領(lǐng)域。2023年底，中國(guó)船舶集團(tuán)江南造船發(fā)布了全球首型24000TEU級(jí)釷基核動(dòng)力集裝箱船方案。這艘長(zhǎng)達(dá)400米的巨輪，采用的正是釷基熔鹽堆作為動(dòng)力系統(tǒng)，獲得了挪威船級(jí)社的原則性認(rèn)證。

釷堆結(jié)構(gòu)小巧、能量密度高、發(fā)熱穩(wěn)定、運(yùn)行安靜，非常適合用于大型遠(yuǎn)洋貨輪、核潛艇甚至未來(lái)的航母動(dòng)力系統(tǒng)。釷不會(huì)制造核武器，也大大降低了“核擴(kuò)散”的風(fēng)險(xiǎn)。

除了技術(shù)上的突破，釷堆背后是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的崛起。如今中國(guó)已建成了從釷礦開(kāi)采、燃料提純、材料研發(fā)、堆體制造、廢料處理到氫能產(chǎn)出的完整閉環(huán)體系。2024年7月，國(guó)產(chǎn)UNSN10003合金管道正式投產(chǎn)，打破了高端材料對(duì)外依賴。

上千家企業(yè)參與項(xiàng)目建設(shè)，從鋼鐵、化工到裝備制造，帶動(dòng)的是一整條高端制造產(chǎn)業(yè)鏈，不僅是科技成果，更是實(shí)打?qū)嵉木蜆I(yè)和工業(yè)升級(jí)。

對(duì)比來(lái)看，美國(guó)早在1965年就建成了世界上第一座釷熔鹽實(shí)驗(yàn)堆——MSRE。該堆運(yùn)行到1969年便被擱置，因?yàn)?strong>釷不適合制造核武器，而冷戰(zhàn)時(shí)期的美國(guó)更在意軍用價(jià)值。后來(lái)因?yàn)椴牧细g、經(jīng)濟(jì)效益等問(wèn)題，美國(guó)徹底放棄了熔鹽堆計(jì)劃。

如今看到中國(guó)完成了他們當(dāng)年未竟的事業(yè)，美國(guó)橡樹(shù)嶺實(shí)驗(yàn)室的老專家開(kāi)始翻閱中國(guó)實(shí)驗(yàn)視頻反復(fù)研究，甚至美國(guó)能源部也悄悄重啟了熔鹽堆研究計(jì)劃。但就目前而言，中國(guó)在這個(gè)方向的技術(shù)積累、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、工程能力，已經(jīng)領(lǐng)先全球至少10年。

釷基熔鹽堆并非沒(méi)有問(wèn)題，最難的還是“在線分離裂變產(chǎn)物”。釷在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)形成鈾-233繼續(xù)裂變，但同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一些“攪局”的裂變產(chǎn)物。這些產(chǎn)物如果積累過(guò)多，會(huì)影響燃料效率。

中國(guó)的科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了在線凈化系統(tǒng)，可以邊運(yùn)行邊清除這些產(chǎn)物。雖然還在完善階段，但已經(jīng)突破了熔鹽反應(yīng)堆商業(yè)化的最大障礙之一。

2025年，中國(guó)將在武威開(kāi)建全球首座10兆瓦級(jí)釷基熔鹽堆核電站，計(jì)劃2029年并網(wǎng)發(fā)電。這座核電站將采用小型模塊化設(shè)計(jì)，一部分用于發(fā)電，另一部分用于綠氫產(chǎn)出。項(xiàng)目一旦建成，將成為全球首個(gè)“多能互補(bǔ)”的熔鹽堆能源站。

中國(guó)還計(jì)劃在2030年代初期啟動(dòng)60兆瓦示范堆建設(shè)，逐步推進(jìn)到百兆瓦級(jí)商業(yè)堆，目標(biāo)是2060年前形成成熟產(chǎn)業(yè)鏈，助力碳中和目標(biāo)。

如今的中國(guó)，正從“清潔能源的追隨者”變成“游戲規(guī)則的制定者”。在新能源領(lǐng)域，中國(guó)光伏組件出口占全球90%，新能源汽車全球份額超過(guò)67%，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)占比85%。如果釷能順利商用，中國(guó)將在能源領(lǐng)域形成“全鏈路優(yōu)勢(shì)”。

這不是技術(shù)的炫技，而是對(duì)未來(lái)的資源控制力。釷的利用，讓中國(guó)擺脫了對(duì)鈾的依賴，避免了被卡脖子的風(fēng)險(xiǎn)，更是對(duì)國(guó)家能源戰(zhàn)略安全的根本保障。

釷堆不是一夜之間建成的，它是中國(guó)科研人十幾年夜以繼日的成果。也不是簡(jiǎn)單的“新能源項(xiàng)目”，而是一次能源格局的重塑。屬于中國(guó)的“無(wú)限能源時(shí)代”，正在悄然展開(kāi)。