2025年11月1日,这天其实挺安静,新闻板块里却塞进了一条炸响全行业的消息:中国科学院宣布,全球唯一运行的钍基熔盐实验堆,在甘肃民勤跑通了。它不是铀堆,而是钍堆。能自己循环,能量高,废料少,安全还不用高压。对于核能圈,这相当于重新开了一扇门。
很多人可能没意识到,这事情背后牵出一整条历史。要说起钍堆,得从七十多年前聊起。冷战高峰,美国空军眼馋天上那种能不加油就飞几天的核动力轰炸机。1950年前后,他们让橡树岭国家实验室上手琢磨一种新路,用熔盐作为反应堆介质。
1954年,2.5兆瓦的“飞机反应堆实验”先跑起来。工程师用氟化盐混合物,熔点550℃,沸点1400℃,工作温度 around 七百度,管道用镍基合金抗腐蚀,运行几个月后数据很漂亮:传热好,辐射低。
结果到了1960年,他们觉得这东西上天还远,就改行做地上的熔盐反应堆实验MSRE。钍-232吸中子变铀-233裂变,这思路清楚得很。当年1964年建成,1965年临界发电8兆瓦。1968年,美军试着加钍铀燃料循环。四年下来,没有爆炸、没泄露,出了问题盐一凝固反应就停,比后来那些水堆安全多了。
挺好的技术,为啥没了?因为1968年子弹导弹上天,战略方向一转,空中国核梦被砍。再加上钍提纯麻烦,预算1970年就被削光,美国人干脆把数据锁柜子里吃灰。
几十年后,中国人捡起来了。咱国家资源分布恰恰相反:富钍,贫铀。铀年产两千吨,只能满足20%需求,到2040年怕是得翻倍。这要被人卡了脖子,核电这一摊全得趴窝。倒是钍好,伴生在稀土矿里,中国稀土产全球第一,顺手就能挖出一堆钍。
上世纪七十年代中国也试过钍燃料,但工业基础不足,到头还是停了。到了2011年,设备、材料、科研力量都上来了,中科院决定重启。十个研究所联合,上海应用物理所牵头,目标是验证钍铀转化,让燃料自给。
基地选在甘肃民勤,特意挑在干旱地区,因为熔盐不用水冷。2017年4月签协议,总投资220亿。2018年9月开工,接着2019年先造了个缩比仿真堆,专门测盐腐蚀,用镍基合金加纳米技术扛高温。2020年1月正式建液态燃料实验堆,两兆瓦。2021年主体完工,三回路,传热、冷却、发电,层层过关。
2023年6月7日,国家核安全局批运行许可。2024年6月堆满功率运行,运转稳定。2024年10月,加钍燃料,钍-铀转化第一次成堆内实现。2025年11月1日正式公布成果,一下子成世界唯一。
有人问,这堆有多值?简单算,一吨钍能顶上200吨铀或者350万吨煤,废料少90%,建堆不用高压容器,小、轻、省钱。还能模块化生产,独立运行。更关键,它能在内陆建,哪怕像民勤这种没水的地方也不怕。现在中国核电占比才4.8%,全在海边。钍堆出来,这格局要变。
安全上更不用多说。熔盐是常压液体,一旦泄露自动冷却凝结,反应停稳。不会像切尔诺贝利那种水蒸气爆炸。工作人员防护负担也小。这玩意,其实是核界的“自动刹车系统”。
2023年12月5日的另一条新闻印证了它的威力。中国船舶集团江南造船发布全球首型24,000TEU核动力集装箱船,长400米,排水24万吨,19,100个标准箱,全电推进。它的心脏正是钍基熔盐堆。获挪威船级社认证,零排放,每15到20年维护一次。比燃油船不知省多少。一时间韩国造船业头都大了,没这技术,连订单都难保。
这种小体积、低维护、无水冷的特性,怎么看都像是为舰艇动力量身定做。江南造船本身就是航母摇篮,军方肯定在盯。你想,美国尼米兹级航母24年要大修一次,光停船检修就要两年半。钍堆换上去,寿命延长,随时待命。中国新航母如果真上这种模块化堆,2030年前后,海上补能都可以自己搞定。
2025年起还要建10兆瓦级研究堆,2029年满功率运行。戴志敏所长定的目标很清晰,到了2035年要建百兆瓦示范堆,大规模应用指日可待。四个部委已发文支持,高盛的预测摆着:2035年全球钍堆市场1.5万亿美元,中国占大头。
资本眼光也毒。上海建工早早拿下建设总包,相关上市公司概念股齐刷刷涨停。核能占比预计要往上提,从4.7%冲到两位数。对能源安全来说,这是真拯救。
更妙的是,钍堆不仅是发电机,也是战略筹码。全球铀供给紧,价格只会涨,这时候中国掌握一手钍路线,相当于重新定义核能领域的游戏规则。这技术的意义,不只是拿来做堆,更是实现能源独立、打开军用潜力、带动产业链。
外界常拿“美国先发明的东西为何被中国做成”说事,真要讲原因,关键在路径选择。美国当年是战略忽略,中国今天是资源驱动。钍在中国是副产品,挖稀土就能顺带收,成本还低。
现在这事成了,全球关注焦点全跑到民勤去。那里地面一片沙,地下却藏着能量革命的火种。十几年时间,咱把别人放弃的老概念,从理论拎到实物,再跑到稳定运转。这速度,工业界都说“没想到”。
所以有句玩笑其实挺准:高铁让中国卖出速度,钍堆要让中国卖出能量。核能从铀到钍,从裂变到未来的聚变,钍堆就是桥口。省钱、省料、干净、能源几乎无限。
等2030年模块化堆上舰,用在航母、潜艇,核动力版的“续航焦虑”就彻底没了。中国在核能这一步棋上,靠的是脚踏实地,从资源、科研到工程一步都没落下。美国封存的项目,被中国跑成了现实。能做到这点,其实已经说明,谁更懂能源安全,谁在为下一个时代做准备。