11月1日,一条看似低调却分量极重的消息从中国科学院传出:位于甘肃武威民勤县的2兆瓦液态燃料钍基熔盐实验堆,不仅建成,还首次成功实现了堆内“钍转铀”的关键反应。这听起来像是实验室里的专业术语,但背后的意义却远不止于此——这是目前全球唯一一座正在运行、且真正把钍作为燃料投入裂变反应的第四代核能系统。换句话说,中国在这条曾被世界多数国家放弃的技术路径上,走到了最前面。
过去几十年,全球核电几乎清一色依赖铀。无论是压水堆还是沸水堆,核心燃料都是铀-235。可对中国来说,这一直是个“先天短板”:国内可开采的铀矿储量不到全球的4%,长期依赖进口。虽然近年来通过技术进步,比如“国和一号”能开采品位低至0.01%的铀矿,让可用资源翻了几倍,但资源禀赋的硬约束始终存在。能源安全,不能总靠别人地下的矿。
而钍,恰恰是中国少有的“富矿”。目前已探明的储量位居世界第二,今年初又在某地发现一座百万吨级的大型钍矿,一旦最终确认,中国很可能跃居全球第一。更妙的是,这些钍很多并不是单独存在的——它们常与稀土、铁矿伴生。过去,因为没有合适的利用方式,大量钍作为稀土开采的副产品被堆在仓库里,既占地方又得小心管理。如今,随着钍基熔盐堆技术的突破,这些“废料”一下子变成了战略级能源储备。有专家估算,仅现有探明储量,就够中国用上万年。
那为什么这么好的资源,过去没人用?其实并非没人想过。早在上世纪50年代,美国橡树岭国家实验室就建成了世界上第一座钍基熔盐堆,并成功运行了上千小时。但后来项目被叫停了。原因很现实:冷战时期,核能发展与核武器计划深度绑定,而钍燃料循环几乎无法用于制造武器级材料。既然“不能造弹”,就被边缘化了。此后几十年,全球主流核电技术全部转向铀路线,钍基堆成了“技术遗珠”。
中国却一直没彻底放下这条路。早在1970年,就启动过“728工程”,尝试复刻美国方案,并在1971年建成冷态实验堆,实现了临界。但受限于当时的工业能力和战略重心,项目未能继续推进。直到2011年,中科院重启钍基熔盐堆研发,集结全国力量,埋头攻关十余年。如今,终于迎来了关键突破——在真实堆芯环境中,让钍成功转化为可裂变的铀-233,初步验证了整套技术路径的可行性。
这项技术的优势,远不止“资源多”这么简单。传统核电站必须建在海边或大江边,因为需要大量水来冷却;一旦冷却系统失效,就可能重演福岛的悲剧。而钍基熔盐堆完全不同:它用高温氟化物熔盐作为冷却剂和燃料载体,在常压下就能高效运行,不需要外部水源,内陆干旱地区也能建。
更关键的是,即便发生极端事故,熔盐冷却后会自动凝固,把放射性物质牢牢锁在容器里,从物理本质上杜绝了大规模泄漏的可能。此外,它的出口温度高达700℃以上,不仅能发电,还能直接用于制氢、炼钢、化工等高耗能产业,真正实现能源的“高值化利用”。
当然,走到今天并不容易。最大的拦路虎之一,是熔盐的强腐蚀性。氟离子对金属的侵蚀力极强,普通不锈钢几个月就会被穿透。美国当年正是卡在这一步。中国科研人员通过反复试验,最终在镍基合金中引入稀土元素进行改性,才研制出能长期耐受高温、强腐蚀环境的特种材料。
同时,实验堆采用了“一体式”设计——把燃料盐、泵、换热器等所有核心部件都集成在一个主容器内,最大限度减少放射性介质外泄的风险。目前,整堆国产化率超过90%,关键设备100%自主可控,真正做到了技术自主、供应链安全。

在全球能源格局剧烈变动的今天,这一突破的战略意义愈发凸显。一方面,人工智能、数据中心等新兴产业对稳定、大规模、低碳电力的需求正呈爆炸式增长。
有预测称,到2030年,全球数据中心的用电量将相当于整个德国。核能因其高能量密度和持续供电能力,正被欧美重新重视。美国计划2030年前重启十座核电站,欧洲宣布投入2780亿美元发展核能,连长期反核的德国也悄然转向。在这样的背景下,掌握更安全、更可持续的第四代核能技术,意味着在未来全球能源规则中掌握主动权。
另一方面,中国并没有把所有希望押在一条路上。在推进钍基熔盐堆的同时,可控核聚变的研究也在加速。EAST、HL-3等装置不断刷新运行纪录,多个聚变工程堆已进入建设阶段。这种“裂变+聚变”双轨并进的策略,既瞄准终极能源,又立足现实需求,有效规避了技术路线“押错宝”的风险。尤其考虑到聚变商业化至少还需二三十年,钍基堆恰好能填补这段关键的过渡期。
值得一提的是,这次官方高调公布成果,本身就耐人寻味。此前在上海工博会期间,相关展台曾因“领导决定暂时不能接受采访”而婉拒媒体,可见项目一度高度保密。如今由新华社、央视等权威渠道正式发布,说明技术已通过初步验证,进入从原理样机向工程示范堆迈进的新阶段。
这场静默多年的“钍变”,或许不会立刻改变每个人的电费单,但它正在悄然重塑一个大国的能源底层逻辑——从依赖稀缺进口资源,转向激活本土战略储备;从跟随国际主流,转向定义下一代核能标准。在碳中和与能源安全双重目标交织的今天,钍基熔盐堆不仅是一项技术成就,更是一张面向未来的战略底牌。而这张牌,中国已经稳稳握在手中。



