中國釷堆領跑全球!戈壁解鎖千年能源密碼
2025 年 11 月,甘肅武威民勤縣的茫茫戈壁上,一座銀白色的 “能量大鍋” 格外耀眼。
中國科學院官宣的重磅消息直接引爆全球能源圈:全球唯一運行并實現釷燃料入堆的熔鹽堆,成功完成釷 - 232 到鈾 - 233 的完整轉換。
這可是人類能源史上頭一回做到,說是里程碑都不夠,簡直是開天辟地的突破!
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說句實在話,這可不是簡單的技術升級,而是咱們中國在第四代核電領域甩出的 “王炸”。
要知道,美國、歐盟、印度追了幾十年的技術,咱們不僅率先實現工程化應用,還做到了關鍵核心設備 100% 國產化,整體國產化率超 90%,供應鏈完全自主可控,再也不用看別人臉色。
戈壁堆里的硬核黑科技
你發現沒,這座 2 兆瓦熱功率的釷基熔鹽實驗堆,從 2017 年選址落地到 2025 年完成關鍵轉換,每一步都走得穩扎穩打。
2023 年 10 月首次臨界,2024 年 6 月滿功率運行,現在又拿下燃料轉換的關鍵勝利,八年時間硬是在戈壁上造出了世界頂尖的 “能源神器”。
它的核心原理說起來也不復雜,就像一個會自己 “造燃料” 的大鍋。
釷 - 232 本身不能直接裂變,得先吸收中子變成釷 - 233,再經過兩次 β 衰變成能發電的鈾 - 233,中間捕獲到的鏷 - 233 數據,直接證明這個轉換鏈完全打通了。
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更牛的是它的燃料是液態的,核燃料溶解在 600℃以上的熔鹽里,就像一鍋 “核燃料湯”,不用停堆就能補料,燃料利用率比傳統鈾堆高 100 倍以上。
我跟你講,這背后是 14 年的技術攻堅,最難的就是材料關。高溫熔鹽腐蝕性極強,美國早年的實驗堆管道 3 個月就報廢了,咱們的科研團隊硬是啃下了這塊硬骨頭。
黃鶴飛帶領的材料團隊,要把鎳基合金在高溫熔鹽中的年腐蝕速率從國際通行的 20 微米降到 2 微米,這微小的 18 微米之差,直接決定反應堆能不能安全運行 30 年。
他們采用 “真空感應 + 真空自耗” 雙聯冶煉工藝,把硼含量嚴格控制在 1ppm 以下。
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撫順特鋼的工程師守在爐前盯著光譜儀讀數,寶色股份的技術人員試過上百種焊絲配方,終于攻克了焊接脆化的難題。
現在咱們自主研發的 GH3535 合金,不僅性能超國際同類產品,成本還降了三成,航宇科技生產的高溫合金環鍛件,還拿了中科院的專項嘉獎。
安全又省心的能源革命
從另一個角度看,釷熔鹽堆的安全設計簡直讓人放心到骨子里。傳統核電站得用高壓容器,一旦出問題就可能爆炸,而釷熔鹽堆是常壓運行,從根上就杜絕了這個風險。
更絕的是它的 “熔斷保護”,堆底有個 “凍結塞”,萬一溫度異常,塞子會自動熔化,熔鹽靠重力流入地下安全罐,迅速凝固鎖定放射性物質,福島式事故根本不可能在這里發生。
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咱們中國的釷資源更是老天爺賞飯吃。已探明儲量超 140 萬噸,占全球近 75%,光內蒙古白云鄂博礦區就有 120 萬噸,相當于 2.8 億噸鈾的能量。
更劃算的是,這些釷大多和稀土伴生,包鋼股份通過新技術把釷回收率從 15% 提升到 35%,冶煉成本降了一半還多,相當于挖稀土的時候順帶撿了海量能源,堪稱 “買一送一” 的資源紅利。
核廢料處理也是個大亮點。傳統鈾堆的高放射性廢料要存數萬年,還容易產生可制核武器的钚 - 239,而釷堆產生的長壽命放射性廢料只有鈾堆的千分之一,毒性衰減周期縮短到 300 年。
再配上 “啟明星二號” 裝置,能把核廢料利用率從 1% 提升到 95%,真正實現變廢為寶。更厲害的是它不用靠水冷卻,就算在年降水量不足 100 毫米的戈壁,也能穩定運行,選址靈活得很。
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從實驗到萬億產業藍圖
如今,釷基熔鹽堆的產業鏈雛形已經完全成型。
近百家科研機構、高校和企業聯手攻關,從包鋼股份的釷資源開發,到航宇科技的高溫合金,再到浙富控股的控制棒系統,形成了完整的技術閉環。
2025 年,甘肅民勤 10 兆瓦研究堆已經開工,預計 2029 年并網發電,這是 “實驗堆 - 研究堆 - 示范堆” 三步走戰略的關鍵一步。
我跟你講,它的應用場景遠比想象中廣闊。堆芯產生的 700℃高溫,能直接驅動制氫設備,讓氫能成本降低 40%;發電效率達 50%,比傳統核電高 15 個百分點。
還能做成小型模塊化反應堆,以后買電可能就像買煤氣罐一樣方便。美國科學家甚至在研發用釷供電的汽車,8 克釷就能跑 96 萬公里,中途不用補能,想想都覺得神奇。
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國際競爭中咱們已經占盡先機。美國雖然重啟了核能研發,但釷基技術還卡在融資和周期難題上;歐盟、印度仍停留在實驗室階段,連完整的燃料轉換都沒實現。
而咱們已經明確目標,2035 年建成百兆瓦級示范工程,讓釷基核電走向規模化應用。更給力的是,咱們還愿意開展國際合作,分享技術和標準,讓這一清潔能源惠及全球。
結語
這堆 “戈壁之火” 燒得太提氣了!它不僅讓咱們擺脫了對進口鈾的依賴,手握能用上幾千年的能源寶庫,更證明了中國科技的硬實力。
從跟跑到領跑,從技術突破到產業落地,釷基熔鹽堆給國家能源安全上了雙保險。
未來,清潔電力照亮千家萬戶,碳中和目標穩步推進,這就是中國科技帶給我們的底氣和希望!別小看這堆 “核燃料湯”,它燒出的可是人類能源的新未來,咱們等著見證更多奇跡就好!
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