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最近，中国科学院披露，位于甘肃省武威市的钍基熔盐实验堆，实现稳定运行，成为全球唯一。 这标志着，中国又掌握了一项第四代核电技术，而这项技术曾被美国橡树岭国家实验室宣称，“过于复杂而极难实现”，西方国家研究了50多年，始终未能突破。 如果说18世纪是煤炭世纪，20世纪是石油世纪，那么21世纪注定是核能世纪。谁能率先掌握先进核能技术，谁就能握住下一个百年的主导权，而甘肃钍基熔盐堆，正在接近这个无限可能。 那么，什么是钍基熔盐堆？这场能源**，真的能托起国家崛起吗？ 壹 要理解钍基熔盐堆，就得搞清核电技术发展的“科技树”。 首先，得知道人类为啥要造核电站。 1945年8月，美国在广岛和长崎种了两颗大蘑菇，从此人类进入了“核平”时代。 巨量的核武，带来了巨量“边角料”。 无论制造什么核武器，都需要铀。铀元素是个多胞胎，质量数从233到238，兄弟6个，其中只有老三“铀235”能造核武器。 但老三的比例是0.7%，也就是说1000克纯铀里，只有7克是老三，993克是其他兄弟。而造一颗原子弹，需要50公斤铀235，这就得提炼7200公斤纯铀。 换句话说，造一颗原子弹，就得产生7150公斤没用的纯铀。这些海量“边角料”怎么办？美国和苏联不约而同地转为发电，于是核电站问世。 处理“边角料”，算是建设核电站的初心，人类并没有什么高大上的理由。 其次，得搞懂核电站原理。 核电站，本质上就是烧开水，和咱们家里天然气灶烧开水差不多，一个用天然气，一个用核能。 其实，发明蒸汽机以来，人类基本就围绕这个知识点打转，所有电站都是用蒸汽推动汽轮机运动，然后将动能转化为电能，区别是如何产生蒸汽而已。当用煤、油和气时，就叫火电站；当用核能时，就叫核电站。 核电站，可以想象成一个封闭的大锅炉，铀燃料在反应堆里面不停裂变，释放能量，把水烧开，然后水蒸气推动汽轮机旋转，从而产生电能。 这里面有个难点，就是“点火”后温度不好控制，必须不停地降温，有点像咱们煮饺子，开锅后要不停“点水”，要不然就会沸腾，溢出来。 一旦给反应堆降温的水流受阻，比如人为操作失误，或发生地震等自然灾害，反应堆就会“开锅”爆炸。1986年切尔诺贝利核电站，2011年日本福岛第一核电站，这两次7级核事故，都是这个原因。 虽然核电站有风险，但与其他发电方式相比，还是有明显优势。 相较火电站，没有污染；相较水电、风电和光伏，不受地理限制和天气影响，发电稳定性高。2025年4月28日，西班牙大停电，就是因为出现极端天气，光伏和风能电站发电骤降30%，引发整体电网保护性停机。 最后，咱们了解一下核电站发展过程。 核电站技术走过了四代，其中第一代是原型堆，用于实验和测试。 第二代是全球主力堆型，占所有核电站的80%，部分仍存在类似福岛核电站式的隐患，都在逐步打补丁。 第三代算是第二代升级版，设计了主动保护措施，但在技术上并未达到突破。 2002年，美国拉着英、法、日等10个国家，协议开发第四代核反应堆，最终确定了六种堆型。当然，按照漂亮国一贯做法，没让咱们参加。 第四代最主要的特点是冷却剂有变化。 传统核电站，主要依靠流动水来冷却，这也是要建在海边的原因。 第四代核电站，冷却剂可以用气体，比如氦；可以用液体，比如熔盐，用熔化的盐降温。这样安全性会更高。 2006年，经过申请，咱们加入了四种堆型研制，虽说来得晚，但跑得快，目前已经走在了世界前列，石岛湾高温气冷堆和霞浦示范快堆已经商业化运行。 六种堆型里，还有个叫熔盐堆，咱们没加入研发，因为从2016年开始，就由咱们引领世界熔盐堆的研发，并在甘肃省武威市民勤县，建成了世界首个钍基熔盐堆。 基于钍基熔盐堆核能系统(TMSR)的核能综合利用前景（图源:中国核电网） 那么，这个钍基熔盐堆有什么神奇之处？ 第一，安全，安全，还是安全。 一是燃料安全。 传统核电站的燃料是铀，钍基熔盐堆的核燃料是钍铀结合物，这是所有核电站中唯一不使用纯铀作为燃料的。 钍是一种放射性金属元素，可溶于氟化盐溶液中。它的质量数是232，比铀只少一个，所以给它一个中子，就会变成铀233，就可以裂变产生能量。 钍的辐射量很低，比铀要安全100倍，就算泄漏危害也不大，所以从燃料角度看，用钍铀混合物，安全性远远高于铀燃料。 二是设计安全。 钍基熔盐堆的设计，和传统反应堆不同，是不会爆炸的核电站。 常规铀反应堆是把水烧成气态，为了提高沸点，会施加极大压力，降温不及时，就会爆炸。而钍基熔盐堆是把氟化盐烧成液态，把钍铀混合物溶解在里面，有点像地壳里的岩浆在“炉子”中燃烧，全程处于液态，不需要增压，绝不会爆炸。 除此之外，熔盐堆还有“保险丝”，如果超过设定温度，反应堆底部的保险就会熔化，核燃料就会流入底部安全罐中，恢复成固体，不会出现核泄漏。 第二，便宜，便宜，就是便宜。 咱们虽然地大物博，但贫油少气，铀也很少，只探测到约28万吨铀矿，关键这28万吨，还是贫铀矿，含铀量仅为0.05%，开采成本高昂。因此，需要大量进口，仅2023年就从哈萨克斯坦、纳米比亚等国进口1.8万吨铀矿。 老天爷关了铀的门，却开了钍的窗，咱们钍很多，已探明储量为28.7万吨，位居全球第二，仅次于印度（35万吨）。 钍矿通常是稀土伴生矿，也就是开采稀土时，顺带着就把钍给炼了出来，这成本让人感动得想流泪。 第三，好用，好用，特别好用。 虽然咱们钍也只有28.7万吨，但这些储量可保证未来两万年的发电供应。 这是因为，钍的能量转换效率比铀优异得多，1吨钍相当于200吨铀或350万吨煤。 另外，钍基熔盐堆是用高温熔盐作冷却剂，不用建在海边，甚至可以建在沙漠里。 这就很逆天了，影响咱们中西部地区工业发展的电力问题，有望可以缓解。 可能有人会问，这么牛的核电站，美国为何不造？ 其实，熔盐堆技术是源于美国的。 二战末期，发现核能的巨大威力后，美国空军就启动了“飞机核能推进计划”，试图研制一种核动力轰炸机，并在1965年建成一个熔盐实验堆，运行了四年，因无法突破一些技术难点，最终被中止。 无法突破技术，只是部分原因，熔盐堆技术偏民用，才是美国中止研发的根本原因。 其一，战略导弹技术发展迅速，核动力轰炸机的价值越来越不高，军事上没用途，美国国家层面就不会扶植。 其二，美国有大量“边角料”，让核电站成本够低，电价已经非常便宜，新研发熔盐堆需要大量投入，即便研发出来又没有市场竞争力，所以资本没有丁点兴趣。 不过，看到中国重大进步后，美国“有识之士”也高呼要进赛道，但依旧应者寥寥，因为美国目前电力非常饱和，并且去工业化厉害，电力消耗上没有上升空间，没钱赚自然无人问津。 目的不同，想法就不一样。咱们搞熔盐堆，压根没想过用来军事争霸，就是为生产和生活提供能源。 想法不同，格局就有高低。咱们的大格局，其实早在上世纪70年代初就已经确立了。 中国第一个核电站“728工程”，就是选择钍基熔盐堆作为起步，并于1971年建成了零功率冷态熔盐堆。 但很可惜，受限于当时的科技、工业和经济水平，该项目最终的建设方向调整为压水堆，也就是后来的秦山核电站。 选择压水堆，虽然无奈但正确，不仅解决了有无问题，而且快速打通了建立核电工业的最优路径，一路“跟跑”“并跑”，稳扎稳打地掌握了第二代、第三代核电技术。 然而，我们不能永远跟在别人后面，必须在核能的“无人区”进行探索。 历史性的重启发生在2011年。中国科学院正式启动了“钍基熔盐堆核能系统”战略性先导科技专项，由江绵恒领衔。 这并非简单的旧梦重拾，而是换道超车。这一次，我们的目标不再是“跟跑”，而是要成为第四代核电技术的全球领跑者。 贰 甘肃钍基熔盐堆是个实验堆，目前正在建设第二个研究堆，等着这两个搞得差不多时，就要建示范堆，然后全面推广。 虽然还有一段路要走，但实话实说，它所指明的技术方向和战略意义清晰无比，是直指中国发展核心痛点的“破局”利器。 第一，它破解的是国家能源安全的“卡脖子”之痛。 在中国现代化进程中，能源焦虑从未消失过，因为能源安全的“命门”始终攥在别人手里。 作为全球最大的能源消费国，和最大的原油、天然气进口国，仅在2023年，咱们就进口原油约5.1亿吨，占年消耗70%；进口液化天然气约1.2亿吨，占年消耗40%；铀矿进口量也占年消耗75%。 不仅进口量大，而且运输风险大，80%的石油需经马六甲海峡，这就是所谓“马六甲困局”，一旦被封锁，直接冲击能源供应。 每当地缘冲突引发油价暴涨，或者限制关键资源出口的贸易制裁，咱们受到的伤害都很重，有时甚至威胁工业生产和民生稳定。 2022年俄乌冲突爆发后，国际油价大幅上涨，从90美元/桶暴涨至130美元/桶，虽然咱们没有制裁俄罗斯，但全年进口成本仍增加超1000亿，直接吃掉了全年工业利润的1.2%。 钍基熔盐堆的**性在于，它把能源自给的这把钥匙，交还到了我们自己手中。 利用国内储量丰富的钍资源，我们可以逐步建立起独立自主的核燃料循环体系，彻底摆脱对进口铀矿的依赖。 更深远的意义在于，当这种廉价、清洁的电力大规模应用后，将极大替代工业、交通等领域对石油和天然气的消耗，从根本上重塑中国的能源结构，实现真正意义上的能源战略自主。 第二，它对国防现代化至关重要。 钍基熔盐堆有个绝招，可以让核电站小型化，甚至可以制成集装箱式移动反应堆。 这在军事上，是颠覆式成果。 现代国防，尤其是海军的远洋能力，与动力技术息息相关。传统核潜艇和核航母使用的压水堆，体积大、系统复杂，且在高压下运行，有安全风险，战争潜力受限。 而小型化、模块化的钍基熔盐堆，能让下一代核潜艇，拥有更大的舱内空间和更优化的布局，武器模块得到加强升级；同时，在静音、潜航时间上，都会有明显改善，甚至会出现隐身潜艇，战略威慑和生存能力将实现质的飞跃。 对于核动力航母而言，意味着航母战斗群可以摆脱对庞大补给舰队的依赖，获得近乎无限的全球机动能力。 2023年12月，江南造船厂官宣建造世界上最大的核动力集装箱货船，用的就是第四代钍基熔盐堆。 此外，钍基熔盐堆对航天工程，还有意想不到的妙用，是建立月球基地的关键。 月球昼夜温差300度，普通设备抗不住，而钍基熔盐堆能抗700度高温辐射，不仅抗得住，还能兼点副业，比如把发完电的废热接根管子，把零下180度的月壤冻土融成混凝土。 再比如，电解制氧机插上电，每吨月壤能榨出630公斤氧气，够四个人呼吸一年，这可比来来回回运液氢液氧强太多了。 第三，它开启的是未来发展的全新格局。 一是将促进国内经济均衡发展，低价、稳定的清洁电力，将推动高端制造业如电解铝、半导体，向中西部转移并完成产业升级。 二是在国际核能领域话语权增加，让中国转变为“技术输出国”和“规则制定者”。 没有核武器的国家，如果想建设核电站，就会违反核不扩散条约，当年苏联帮印度建了个核电站，结果印度利用核电站生成钚，造出了核武器。 钍基熔盐堆技术定型后，不仅没有任何核扩散风险，而且可以批量生产，模块化组装，广大发展不起电力的国家，眼瞅着可以放开吹空调了。 咱们是基建狂魔，印巴空战让咱们又成了军工狂魔，这钍基熔盐堆会让咱们变成核电狂魔。 三是弱化石油美元。 工业**以来，能源决定了国家生死，美国把美元和石油绑定，才整成了超级霸主。石油除了20%用来化工制造外，大部分用来提供能量，而供能这块，电力可以完整替代。 某种程度上说，下个世纪一定是电力时代，谁掌握着电力技术，谁就有决定性话语权。 或许有人会问，电力生产的方式那么多，不用这种不行吗？当然可以，当周围国家都是1分钱1度电，你们还是10块钱1度电，工业崩掉，老百姓上街时就明白行不行了。 既然咱们在电力上占了大头，那用人民币结算电力，是不是很合理？ 历史地看，能源的迭代始终是推动人类文明跃迁的根本力量。煤炭驱动了工业**，石油定义了20世纪的全球格局。 今天，我们站在又一个能源**的门槛上。钍基熔盐堆的成功，不仅仅是一项新技术的突破，更是中国为解决自身发展难题、谋求长远未来的战略落子。它关乎能源独立，关乎国防根基，更关乎未来整个国家的发展模式。 一个清洁、廉价、安全、自主的能源体系，代表的是中国标准、中国方案和中国影响力。 甘肃戈壁滩上的这堆“火”，看似微小，却可能点燃未来能源的燎原之势。 未来已来。 这一次，中国正亲手铸造那张通往“电能世纪”的王牌。
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