
说起核能,大多数人还停留在铀燃料的传统堆上,但钍这个元素其实早就在核圈子里转悠了。西方从上世纪60年代就开始折腾钍反应堆,结果搞了60多年,愣是没整出个能稳定跑的商用版本。
反观中国,这几年动作飞快,直接建成了全球首个钍基熔盐实验堆,还在2025年实现了钍到铀的燃料转换。这事儿不光是技术突破,还可能颠覆能源格局,让石油的地位晃荡起来。据《亚洲时报》11月10日报道,中国推出全球首个钍燃料熔盐反应堆(TMSR),并计划将其用于1.4万箱位的核动力货轮。
美国在1965年橡树岭国家实验室搞了个熔盐反应堆实验装置,用铀-233做燃料,热功率顶到7.4兆瓦。温度控制在600到700摄氏度,证明了钍在熔盐体系里能玩转,但材料腐蚀问题很快就冒头。管道和容器在高温熔盐里裂开,工程师试着改合金配方,可没彻底治好。运行中断频频,1969年干脆关门大吉。这暴露了熔盐流动对结构的破坏力,加上经费转向核武器开发,钍这条线就搁浅了。
接着是桃底高温度堆,从1967年跑到1974年,用钍和高浓铀混燃料,电功率40兆瓦。堆芯靠石墨缓和中子,但燃料颗粒涂层破损,放射性泄漏时有发生。维护队停堆检查好几回,修起来花钱如流水,安全检查还指出设计有漏洞。经济负担和监管压力一压,项目直接停摆,没机会商业化。
1976年,福特圣弗兰高温度堆上马,到1989年关张,电功率330兆瓦,也用钍类燃料。开头还行,但冷却系统出故障,气体泵效率低,温度起伏大。加备用泵后又闹振动,结构损伤加剧。事故报告显示堆芯颗粒堵通道,清理费时费力,可靠性拉胯,累计亏本后项目黄了。

1977到1982年,Shippingport轻水增殖堆试了钍-铀循环,育种比1.014。燃料棒变形常见,中子分布不匀导致局部热过头。调整控制棒也没稳住,废料分离过程低效。冷战要优先铀-钚,钍没扩展,技术就这么扔一边了。
德国的THTR-300原型堆1983年启动,用钍燃料球。没多久球卡通道,堆芯堵塞。维修拆结构,辐射风险高,耽搁几个月。1986年球破裂,放射气体外泄,环境污染扩散。监管方插手,成本评估高得离谱,1989年关堆,项目彻底失败。
英国2010年评估钍技术,报告说不成熟,成本大,政治阻力强。模拟熔盐流动,材料耐久数据缺,无法工程验证。资金偏向轻水堆,钍没后劲。
日本80年代起探钍,但卡在设计。模拟效率高,地震安全成难题,堆体需加固。政策变,钱转福岛恢复,实体堆没影。丹麦国际合作,模拟钍转化。模型显废料少,但工程慢,没产业链。欧盟管扩散风险,项目批不下来。
美国80年代试商业钍公司,市场竞争败北。投资者跑路,验证不足,公司破产。没政府补,私营玩不动。西方60年投入钍,却技术难题、资金挪用、政策侧重,始终没跑出稳定堆。腐蚀、成本、安全反复卡壳,转向铀传统。

中国这边,从2011年上海应用物理研究所领头国家计划,团队建模熔盐流动,用软件优温度,避免结晶。材料测哈氏合金,实验室曝氟盐,查腐蚀率。燃料调氟化钍比,确保中子吸好。
2018年9月,甘肃武威民勤实验堆开工,占地小,有大厅和辅楼。基建后装管道,焊合金接头防漏。设备分批进,校泵和热交换,测回路完好。环评过,安全栏设。
2023年6月7日,核安局发运行证,准启动。注熔盐,热到650度,稳压。控系统调,连传感器网,实时中子数据。初载燃料,混氟化钍铀,溶匀。
这项突破不光是核技,还直击能源痛点。中国铀进口超八成,易受国际动荡影响。钍储广,仅内蒙就顶全国几十年用,不愁卡脖子。熔盐堆效高,热转电45到50%,比传统33%强。废料少,半衰短,几百年就衰,远胜铀万年周期。钍吸中子生铀-233,杂质多,不适武,防扩散好。
中国通过南海油气勘探、中亚管道建设及可再生能源发展等多路径布局,致力于降低能源对外依存度,掌握发展主动权。其中,钍燃料反应堆技术的突破,为我国实现长期的能源独立提供了关键的技术支撑。
更新时间:2025-11-13
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