近日，甘肅武威戈壁灘上的釷基熔鹽堆成功實(shí)現(xiàn)釷鈾轉(zhuǎn)換，成為國(guó)際上唯一運(yùn)行并使用釷燃料的熔鹽堆。這一成就標(biāo)志著中國(guó)在第四代核能技術(shù)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。這座位于沙漠中的科學(xué)裝置正在悄然改變?nèi)蚰茉锤窬帧?/p>

中國(guó)選擇開(kāi)發(fā)釷基熔鹽堆作為新的核能方向，是基于能源安全、產(chǎn)業(yè)升級(jí)和全球競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略考慮。長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)的鈾資源對(duì)外依存度較高，而釷資源卻十分豐富。釷礦多為稀土開(kāi)采的副產(chǎn)品，這不僅降低了燃料成本，還實(shí)現(xiàn)了資源的有效利用。經(jīng)過(guò)14年的努力，中國(guó)實(shí)現(xiàn)了從實(shí)驗(yàn)室到工程驗(yàn)證的跨越，核心設(shè)備完全自主可控，在這一空白領(lǐng)域取得了突破，有望主導(dǎo)新一代核能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與產(chǎn)業(yè)格局。

相較于傳統(tǒng)核電站，釷基熔鹽堆在資源、安全和選址方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。目前，世界上大多數(shù)核反應(yīng)堆都是熱堆，主要消耗鈾235。然而，自然界中鈾235的含量?jī)H占鈾總量的0.71%。相比之下，中國(guó)的釷資源儲(chǔ)量豐富，已探明工業(yè)儲(chǔ)量達(dá)28萬(wàn)噸，位居世界第二。1噸釷裂變產(chǎn)生的能量相當(dāng)于200噸鈾或350萬(wàn)噸煤炭，內(nèi)蒙古白云鄂博礦區(qū)的釷資源足以滿足中國(guó)數(shù)千年的能源需求，從而減少對(duì)進(jìn)口核燃料的依賴。

傳統(tǒng)核電站依賴水冷卻，存在堆芯熔毀引發(fā)核泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。而釷基熔鹽堆采用高溫熔鹽作為冷卻劑，能在600-700攝氏度下保持穩(wěn)定液態(tài)。當(dāng)溫度超過(guò)預(yù)定值時(shí)，底部的冷凍塞會(huì)自動(dòng)熔化，使攜帶核燃料的熔鹽流入應(yīng)急儲(chǔ)存罐，終止核反應(yīng)。這種設(shè)計(jì)使得核燃料不易泄露，也不會(huì)與地下水發(fā)生作用，大大提高了安全性。

此外，傳統(tǒng)核電站需要大量冷卻水，必須建在沿?；虼蠼蠛友匕?。釷基熔鹽堆則擺脫了水資源的限制，可以在內(nèi)陸干旱地區(qū)建設(shè)。例如，甘肅民勤沙漠中的實(shí)驗(yàn)堆就是很好的例子，這意味著未來(lái)可以在內(nèi)陸地區(qū)建立能源基地，實(shí)現(xiàn)“戈壁變綠洲”的能源布局革命。

目前，釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆已經(jīng)建成并首次實(shí)現(xiàn)釷鈾核燃料轉(zhuǎn)換，為中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)物所的“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略奠定了基礎(chǔ)。下一步將通過(guò)與中國(guó)能源領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)合作，共建產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈，目標(biāo)是在2035年建成百兆瓦級(jí)釷基熔鹽堆示范工程，并實(shí)現(xiàn)示范應(yīng)用。隨著技術(shù)逐步成熟，釷基熔鹽堆將與太陽(yáng)能、風(fēng)能、高溫熔鹽儲(chǔ)能、高溫制氫等產(chǎn)業(yè)深度融合，構(gòu)建多能互補(bǔ)的低碳復(fù)合能源系統(tǒng)，為國(guó)家提供全新的能源解決方案。