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戈壁灘上,一把來自尾礦庫的“灰色粉末”,正點燃中國能源獨立的千年夢想。
十一月一日,中國科學院宣布,位于甘肅武威的2兆瓦液態燃料釷基熔鹽實驗堆實現釷鈾核燃料轉換,并完成滿功率連續運行。

這標志著全球第四代核能路線圖中,中國率先將理論可行變為工程現實。
更值得關注的是,這座堆使用的釷燃料,竟是過去挖稀土時當廢渣堆在尾礦庫的灰色粉末。
01 釷基熔鹽堆:顛覆傳統核能的技術革命
釷基熔鹽堆,是以釷為燃料,以高溫熔鹽作為冷卻劑的第四代先進核能系統。
與當前普遍使用的壓水堆不同,它采用高溫液態熔鹽作為冷卻劑,無需巨大壓力容器,也不用大量水冷卻。
“釷基熔鹽堆是高溫、常壓運行,不需要像傳統堆那樣面臨高壓帶來的風險。”上海應物所所長、釷基熔鹽堆核能系統戰略性先導科技專項負責人戴志敏如是說。

一旦溫度升得過高,核反應會自動下降直至停止,不會出現堆芯熔毀導致大量放射性物質釋放的事故。
這種“失效安全”特性使釷基熔鹽堆在安全性能上實現跨越式升級。
設計中還有“冷凍閥”等非能動安全措施,在異常情況下可將熔鹽排入臨界安全的緊急排放罐,從根本上杜絕嚴重事故。
02 釷資源:中國能源自給的鑰匙
我國釷資源豐富,釷儲量遠高于鈾儲量,且與稀土資源伴生。
高效利用釷資源可保障國家能源安全長達千年以上。
一克釷裂變釋放的能量與三噸標準煤等效。
僅白云鄂博已探明的釷儲量就超過二十萬噸,折算下來足夠全國十四億人用兩萬年。
我國鈾資源對外依存度長期徘徊在七成,核電裝機每翻一倍,海運轉口的風險就增加一檔。
釷路線的意義首先是把“糧倉”搬回了自家院子,燃料自給率從三成瞬間拉滿到百分之百。

而且釷資源無需濃縮,不必分離,核擴散審查的門檻一夜歸零。
與傳統核技術不同,用釷進行燃料循環時,中途不會產生用來生產核武器的钚,因此可以預防核擴散。
03 無水冷卻:顛覆核電選址傳統
水冷時代,靠海才能建堆的鐵律被釷基熔鹽堆干脆利落地廢掉。
傳統核電站是名副其實的“喝水大戶”,一座百萬千瓦級常規核電機組,每小時需消耗數千噸冷卻水。
但釷基熔鹽堆,卻像一位自帶“干糧”的沙漠探險家。
它采用的高溫熔鹽,本身就能在600-700°C的高溫下保持穩定液態,是完美的“熱量搬運工”。

在運行過程中,無需外部水源補給,僅靠熔鹽在封閉回路中的自然循環,就能持續帶走堆芯產生的熱量。
這讓釷基熔鹽堆擺脫了傳統核電的選址束縛,有望走向更廣闊的天地。
戈壁、沙漠、高原,甚至四千米的青藏高原峽谷,理論上都能擺下一座百萬千瓦級熱源。
04 高溫輸出:多能互補的綠色能源樞紐
釷基熔鹽堆帶來的想象力,遠不止于發電。
700攝氏度的熔鹽余熱可應用于高溫制氫、煤氣油化工等領域。
五A廠區外,一條兩百米長的銀色管道,把七百攝氏度的熔巖余熱送進試驗裝置,每小時可產兩百公斤濾青,電解效率比常溫路線提升四成。
同一股熱源還能驅動二氧化碳加氫質甲醇,把西北的風光氣儲存進液體燃料中。

中科院上海應用物理所算過一筆賬:如果2030年前在酒泉哈密布局十臺六十萬千瓦釷基堆,年供熱量折合三千萬噸標煤,足以把新疆煤化工的碳排放砍掉一半。
同時給河西走廊提供晝夜不停的調風電力,風光火氫第一次被整合成一張網。
05 材料突破:產業鏈自主可控的實現
要讓碗架得住,先得解決材料“卡脖子”問題。
氟化鹽在七百攝氏度下,對普通不銹鋼的腐蝕速率是每年兩毫米,想跑四十年,必須換鎧甲。
金屬所牽頭的鎳基高溫合金g h三五三五在堆內運行一萬小時后,取出檢測腐蝕深度,僅相當于一根頭發絲。
關鍵元素鉬和鈮全部來自國內礦山。
用于堆芯的合集石磨山西產線,已把膨當量降到百萬分之一以下,價格卻比進口貨便宜三成。

烏威基地隔壁一條年產兩千噸熔鹽泵的柔性產線剛剛投產。
樣機連續運轉兩萬小時后,軸承密封圈仍保持零滲漏。
曾經只有美法兩家企業能供的熔鹽心臟,如今被寫進國產設備名錄。
近百家國內科研機構、高等院校和產業集團深度參與研發和工程建設,實現了核心材料、裝備與技術從實驗室研發到實驗堆工程驗證的重大跨越。
實驗堆整體國產化率超過90%,關鍵核心設備100%國產化,供應鏈自主可控。
06 從實驗堆到商業應用:中國核能的自主之路
從科學構想到工程實現,釷基熔鹽堆研發團隊幾乎從零開始。
2011年,中國科學院啟動先導科技專項“未來先進核裂變能——釷基熔鹽堆核能系統”。
沒有成熟技術可借鑒,就自己研發;沒有專業團隊,就邊干邊學。
專項實施期間,團隊攻克了一系列技術難題,實現了從實驗室研發到實驗堆工程驗證的重大跨越。

實驗堆2020年1月開工建設,2024年6月首次實現滿功率運行,2024年10月完成世界首次熔鹽堆加釷。
我國在國際上率先建成獨具特色的熔鹽堆和釷鈾燃料循環研究平臺。
團隊將以2035年建成百兆瓦級釷基熔鹽堆示范工程并實現示范應用為目標,加速技術迭代與工程轉化。
未來,釷基熔鹽堆有望提供全國核電裝機的三分之一,每年減少進口鈾一萬三千噸。
夜幕降臨,武威戈壁的監控大屏上,反應堆功率曲線依舊平穩。工程師把這一刻寫進值班日志:公元2025年11月1日,中國用一把來自尾礦庫的灰點亮了第一盞釷燈。
下一次,當這盞燈在塔克拉瑪干邊緣、在河西走廊、在內蒙古高原次第亮起,世界能源地圖將不再是藍色海運輸送線,而是一條條向內陸延伸的銀色熔巖管道。
它們把能量留在陸地深處,也把能源自主的命運交還給我們自己。
正如我們青龍防水28年深耕建筑防水維修,始終堅持把核心技術掌握在自己手中,無論是突破防水材料的研發瓶頸,還是如今見證中國釷基熔鹽堆的能源突破,自主創新始終是中國工業屹立世界之林的根本。

[宋叔聊商業持續輸出防水維修創業,獲客,材料,技術,方案培訓的干貨,喜歡可以點個關注,收藏、轉發]
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