夠中國用2萬年，我國破解世界難題，搶先美國造出無限能源

在甘肅武威市民勤縣紅沙崗鎮(zhèn)的戈壁深處，一座銀灰色的工業(yè)建筑靜靜矗立在漫天黃沙之間，外表看不出任何特殊之處，卻在2025年11月1日這天震動了全球能源界。

中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所正式對外確認，這里的2兆瓦液態(tài)燃料釷基熔鹽實驗堆，首次成功實現(xiàn)了堆內(nèi)釷鈾核燃料的完整轉(zhuǎn)換，拿到了國際上第一套釷入堆運行的完整實驗數(shù)據(jù)。

半個多世紀前由美國科學(xué)家率先摸到門檻、又親手放棄的技術(shù)路線，為什么最終在中國的戈壁灘上落地生根。

被稱為近乎完美的清潔能源方案，釷基熔鹽堆到底難在哪里？儲量豐富的釷資源，真的能支撐中國用上兩萬年嗎？

把時間倒退回上世紀60年代的美國。1965年，橡樹嶺國家實驗室建成了世界上第一座液態(tài)燃料熔鹽實驗堆MSRE，成功運行近五年時間，累計穩(wěn)定運行上萬小時，從技術(shù)層面驗證了釷燃料發(fā)電的可行性。

然而短短八年之后，尼克松政府直接砍掉了整個項目的聯(lián)邦經(jīng)費，熔鹽堆技術(shù)就此被鎖進檔案柜，一沉寂就是半個世紀。

美國放棄這項技術(shù)的原因，從來都不是技術(shù)走不通，而是冷戰(zhàn)時期的戰(zhàn)略選擇和資本利益共同作用的結(jié)果。

釷基熔鹽堆有一個在政客眼中致命的缺點，它幾乎無法生產(chǎn)武器級钚元素。

冷戰(zhàn)軍備競賽的大背景下，核能研發(fā)的核心訴求是為核武庫提供原料，能夠大量增殖钚的鈉冷快堆自然獲得了優(yōu)先發(fā)展，不具備軍用潛力的熔鹽堆在戰(zhàn)略評估中幾乎沒有價值。

商業(yè)角度，通用電氣和西屋電氣當時已經(jīng)把全部資源押注在從核潛艇技術(shù)移植而來的輕水堆上，產(chǎn)業(yè)鏈成熟，回報周期短，如果熔鹽堆技術(shù)實現(xiàn)突破，這些企業(yè)前期投入的數(shù)百億美元都將面臨沉沒風險。

政治和資本的雙重壓力下，溫伯格本人被強制解除職務(wù)，項目經(jīng)費全面凍結(jié)，一條技術(shù)上完全可行的能源路線就此被人為擱置。

除了戰(zhàn)略選擇的因素，熔鹽堆本身確實也有一道卡住全世界幾十年的技術(shù)難關(guān)，那就是高溫熔鹽的強腐蝕性。

反應(yīng)堆內(nèi)部常年維持600攝氏度以上的高溫，液態(tài)氟化鹽自帶極強的化學(xué)腐蝕性，當年美國使用的主流合金材料，每年會被熔鹽侵蝕約20微米，按照這個損耗速度，反應(yīng)堆的管道和腔體短短幾年就會穿孔泄漏，根本達不到商用電站三十年的服役標準。

受制于當時的材料冶煉和加工工藝，美方反復(fù)試驗多年始終找不到低成本高耐蝕的適配合金，這也成為他們放棄的重要技術(shù)借口。

此后幾十年間，歐美多國都有科研團隊零星跟進相關(guān)研究，但始終跨不過材料腐蝕和燃料循環(huán)這兩道天塹，整個行業(yè)默認這項技術(shù)短期內(nèi)沒有落地的可能。

中國選擇啃下這塊硬骨頭，本質(zhì)上是基于自身資源稟賦的戰(zhàn)略選擇。

中國的鈾資源并不富裕，進口依賴度長期超過70%，發(fā)展傳統(tǒng)核電始終面臨燃料卡脖子的風險。

但中國的釷資源儲量位居世界前列，僅內(nèi)蒙古白云鄂博礦區(qū)伴生的釷資源，探明儲量就達到百萬噸級別，占全球已探明總儲量的六成左右。

諾貝爾物理學(xué)獎得主卡羅·盧比亞曾經(jīng)做過測算，如果能高效利用釷資源，僅中國已探明的儲量就可以保證全國兩萬年的電力需求。

一克釷完全裂變釋放的能量，大約相當于2.8噸優(yōu)質(zhì)煤炭，一塊拳頭大小的金屬釷，就能支撐一座百萬人口城市一整周的用電。

2011年，中國科學(xué)院正式啟動釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項，從一開始就走的是完全自主研發(fā)的路線。

最關(guān)鍵的材料腐蝕問題上，中科院聯(lián)合國內(nèi)金屬研究所特種鋼廠和核設(shè)備制造企業(yè)協(xié)同攻關(guān)，耗時十余年打磨出全新的GH3535鎳基合金。

通過調(diào)整金屬成分配比和優(yōu)化熱處理工藝，把材料的抗腐蝕性能提升了一個數(shù)量級，徹底解決了高溫熔鹽腐蝕這個困擾全球半個世紀的難題。

整個實驗堆的關(guān)鍵核心設(shè)備實現(xiàn)了百分之百國產(chǎn)化，沒有任何一個零件能被國外卡脖子。

從選址到建成的整個過程也充滿了中國工程的特色，2017年11月項目正式落地甘肅武威市民勤縣，2020年1月拿到建造許可證后開工。

同年3月澆灌第一罐混凝土，2023年10月首次實現(xiàn)臨界反應(yīng)，2024年6月達到滿功率穩(wěn)定運行，2024年10月完成世界首次熔鹽堆加釷實驗，直到2025年11月最終實現(xiàn)釷鈾核燃料的完整轉(zhuǎn)換。

十四年的持續(xù)攻關(guān)，幾百家科研機構(gòu)和企業(yè)的協(xié)同配合，最終把半個世紀前的實驗室設(shè)想，變成了戈壁灘上真實運行的工程裝置。

除了資源利用率的提升，釷基熔鹽堆相比傳統(tǒng)壓水堆還有很多顛覆性的優(yōu)勢。

傳統(tǒng)核電站必須建在海邊或者大江大河旁邊，因為需要大量的水作為冷卻劑，而熔鹽堆用熔融的氟化鹽同時作為燃料載體和冷卻劑。

全程不需要消耗大量水資源，這就意味著未來核電站可以建在戈壁荒漠等內(nèi)陸缺水地區(qū)，徹底打破核電的地理限制。

安全性能上，熔鹽堆采用常壓運行模式，不需要傳統(tǒng)核電站那種厚重的高壓容器，反應(yīng)堆底部還設(shè)計有冷凍塞結(jié)構(gòu)。

一旦出現(xiàn)異常情況，冷凍塞會自動熔化，液態(tài)燃料會依靠重力全部流入地下的安全儲存罐并自然凝固，從物理原理上杜絕了堆芯熔毀的可能，這是傳統(tǒng)核電技術(shù)無法比擬的固有安全性。

當然也要客觀看待當前的進展，2兆瓦熱功率的實驗堆距離真正的商用電站還有很長的路要走，這次突破更多是原理驗證和技術(shù)可行性的確認，接下來還要經(jīng)歷更大功率示范堆、商用堆等多個階段。

但不可否認的是，中國已經(jīng)在這條全新的能源賽道上占據(jù)了先發(fā)位置，從過去跟著別人的技術(shù)路線追趕，變成了自己開辟賽道制定標準。

從戈壁灘上的這座實驗堆開始，人類和平利用核能的歷史，正在翻開新的一頁。