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美国的科研成就是现代全球科研界最闪耀的新星，他们在多个领域达成了惊世骇俗的成就。但有一项技术，却是美国亲自研发出来后，又主动将其丢弃，如今却在中国手上被发扬光大。
它就是钍基熔盐堆技术，又被誉为核能领域的创新之星。半个世纪前，美国因该技术路线过于复杂而宣布半途而废。但在前不久，中国甘肃武威市一座代号为TMSR-LF1的钍基熔盐实验堆却做到了连续稳定运行。
这座2兆瓦热功率的液态燃料反应堆是全球唯一建成运行的第四代核能系统，它不仅标志着中国第四代核能技术正式处于全球引领地位，更将为中国未来的社会民生和军事国防带来翻天覆地的改变！
中国第四代核能技术
人类对钍基熔盐堆的研究始于上世纪六十年代，美国人发现钍相较于传统铀具有储量更丰富、提取更便捷、废料产生量更低等诸多优点。在特定环境下，钍元素还能转化为铀255高裂变材料，可谓用途宽泛且安全性更高。
但随着研究深入，美国人很快发现钍基熔盐堆技术路线存在一个天然缺陷，它虽然能提供庞大的电力，却没有办法直接应用于核武制造。在六十年代的冷战背景下，军事竞赛才是美苏之间技术发展的主基调，两国的每一项科研成果都应率先为军事服务。
既然钍基熔盐堆无法与军事对接，美国在详细计算该项目的一系列成本后，最终也是决定终止该项目，并封存了相关设备和数据。直到中国人重拾了钍基熔盐堆技术，并彻底将其发扬光大。
1970年中国政府提出728工程，选择将钍基熔盐堆作为民用核能发展的起点。与美国先进完备的实验环境对比，中国核能工程的实验室环境可谓简陋至极。它坐落于低矮的灰砖平房中，实验设备多是国产仪器改装而来，化验桌上错落着各类玻璃烧瓶、测量装置。
更艰难的问题是，熔岩实验所需的极端高温环境当时根本无法模拟。唯一的操作试验炉还是用各类建议材料拼接而成，国产耐火砖的极限耐受高温勉勉强强才能达到试验需求，但稳定性却十分欠佳。科研人员发现，每次试验结束后，大量材料都已经被完全腐蚀，根本无法二次使用。
科研水平的窘迫一直持续到九十年代才彻底结束，团队开始尝试通过镍基合金材料来研发出能长期低于高温环境的高性能合金。2011年中科院结合国家能源安全和发展需求，正式决定启动钍基熔盐堆核能系统计划，立志要在20年之内，在全球范围内率先实现钍基熔盐堆的实际应用，并建立起相关产业与科研团队。
2017年中科院同甘肃武威市签署战略协议，要在民勤县建设起一座钍基熔盐堆。项目共分为两期建设，于2018年9月正式动工，总投资高达220亿元。
与此同时，国家关于民用核能战略的三步走计划正在同步展开。从甘肃武威的2兆瓦热功率反应堆到10兆瓦研究堆，再到60兆瓦示范堆，最后建成百兆瓦级商业化反应堆，这一切都要在2030年前全部完成！
2023年10月，民勤县的2兆瓦钍基熔盐堆第一次出现了临界反应，并于同年12月成功发电，次年6月实现满功率运行。截止今年四月，该钍基熔盐堆核能系统已经连续实现稳定运行，是目前全球范围内唯一运行的钍基熔盐堆核能系统。而中国也凭此走在了人类第四代核电技术的前列。
钍基熔盐堆是国际公认的四代核电技术代表路线，它相较于传统裂变堆有众多优势。铀元素作为核裂变过程中的重要元素，自身本就存在三大弊端。第一是裂变不稳定，终止后会造成大量热能堆积，极易发生意外，比如福岛核电站核泄漏。
第二是冷却需要大量水资源，变相增加成本，这也是为何多数国家将核电站建在海边的缘故。至于第三，那就是全球铀资源，尤其是中国铀资源都相当匮乏。
全球钍资源大约是铀的4倍左右，而中国钍资源又占到全球总储量的60%左右。根据科学家推测，至少能持续使用2万年之久，且免受地形与其他因素干扰，堪称取之不尽、用之不竭。像内蒙古白云鄂博矿的单座钍储量，就足以供应国内用上千年之久。
反观铀资源呢，不仅储量稀缺，且各国的进出口渠道把控严格。这意味着如果某国家储量陷入枯竭，是难以通过进口来填补内需的。再加上中国发展长期遭受美西方限制，想在核裂变技术路线获得长期突破更是难如上青天。
熔盐堆的安全优势是天生的，它将燃料和冷却剂合二为一，无需传统压水堆的150大气压高压环境，能咋7000℃下的常压下运行。传统压水堆如果面临失压，则会爆发熔堆事故，但钍基熔盐堆就具备被动安全属性。出现故障后，熔盐能依靠重力流入地下安全罐，衰变热也能通过空气自然消解，从根源上杜绝了熔堆风险。
绝对的安全性，代表钍基熔盐堆能部署在我国内陆地区，就比如上述的甘肃武威2兆瓦熔盐堆，就位于戈壁荒漠之下。幽暗的地下环境如同为反应堆套上金钟罩，一能抵御恶劣自然环境侵袭，二能利用空旷地形实现安全隔离。
钍熔盐堆的热能转换效率比铀提升了15%，进一步减少了能耗损失。它未来能广泛用于电力生产、海水淡化，助力国家进行能源转型。
更关键的是，它还具备小型化潜力，待技术进一步优化后，甚至有望建成集装箱式移动反应堆，为国家月球基地、火星探测计划提供帮助。此前中国船舶集团发布的核动力集装箱船，据说就采用了熔盐堆技术。
民用和国防
中国钍熔盐堆的发展过于宏观，相信对于广大百姓来说，最关心的还是它能为日常生活带来什么改变？就电费而言，目前钍基熔盐堆发电成本为每度0.1元，大约是煤电的1/3。规模化应用后，其成本预计会进一步下探到每度0.05元，综合成本预测可达每度0.29元，相当于直接便宜了60%。
这还是实验数据，等到2030年全面商业化运行后，其价格设定必然还会继续降低。按照中国政策实行的电费阶梯制度，第一档电费价格是每度0.45元，具体能便宜多少大家能自行换算。
第二就是国防了，钍基熔盐堆的小型化方案未来将成为海军舰艇动力方案的最佳理想选择。我国目前已经计划将钍熔盐堆搭载在集装箱船，预计搭载在23万吨船体上的熔盐堆能提供8万匹马力，爆发出最大30节的航速。
商用船领域投用成功后，该技术日后必将用在航母、潜艇甚至是战机方面，进一步提升我国军事设备的作战半径与续航力。
4月份举行的中科院第十一期报国讲坛上，中国钍基熔盐堆系统负责人徐洪杰重讲了龟兔赛跑的故事。他表示：尽管美国的核技术积累深厚丰富，但只要中国锚定目标坚持前行，就一定能找寻到赶超的良机。
而在看到中国钍基熔盐堆领域的发展成就后，美国专家也由衷感慨道：当年放弃该技术，完全是一个错误。
信息来源： 观察者网：观察｜中国引领四代核能革命：钍基熔盐堆，比聚变更有希望的终极能源？ 中国科学院：世界唯一运行的钍基熔盐实验堆在甘肃建成，上海将成供应链基地 国家核安全局：核技术应用产业高质量发展三年行动方案（2024—2026年）
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