中国实现全球首次钍基熔盐堆运行突破，核能技术迎来变革？

中国科学家在甘肃武威戈壁成功运行实验性钍基熔盐堆（TMSR），标志着第四代核能技术取得关键进展。该技术以液态熔盐为燃料载体兼冷却剂，有望解决传统核电站的水资源依赖、核废料处理及安全性难题。

钍基熔盐堆如何颠覆传统核能？

▍燃料原理：中子驱动的“元素炼金术”

钍（Th²³²）本身无法直接裂变，但在捕获中子后经历两次衰变：

生成的铀-233（U²³³）成为可裂变燃料，实现“燃料自增殖”——反应堆运行中产生的多余中子持续将钍转化为新燃料，显著提升资源利用率。

▍技术优势：突破传统核电站局限

▍安全机制：熔盐的物理特性保障

当系统温度超过安全阈值（约700℃），堆芯底部的冷冻塞（Freeze Plug）自动熔化，液态燃料在重力作用下流入应急储罐。熔盐接触低温环境后迅速凝固，实现被动安全停堆。

中国技术路线与全球竞争格局

▍资源战略：钍资源的分布与利用

全球钍资源储量前三位为印度（约29%）、巴西（约16%）、澳大利亚（约15%），中国占比约2%。但中国通过稀土开采获得大量伴生钍资源，使其具备发展基础。

▍工程突破：破解60年材料困局

历史上MSR研发因熔盐腐蚀性问题停滞。中国团队开发出镍钼铬特种合金（Ni-Mo-Cr），成功通过数万小时耐腐蚀测试，为2MW实验堆（TMSR-LF1）的建造扫除关键障碍。

▍发展阶段：三步走路线图

1. 实验堆阶段（2024）：甘肃武威2MWt堆验证钍铀转化与系统集成
2. 示范堆建设（2029）：60MWt级电站实现工程验证
3. 商业应用（2035）：百兆瓦级机组并网发电

技术挑战与未来展望

• 材料耐久性：熔盐长期循环对管道材料的辐照损伤仍需验证
• 核素分离：在线提取镤-233（Pa²³³）需解决高放热与辐射防护问题
• 经济性验证：燃料循环系统复杂度可能推高建设成本

尽管面临挑战，钍基熔盐堆技术为核能发展提供了新路径：降低核扩散风险、利用丰富资源、适配干旱地区。中国在该领域的持续投入，可能重塑全球先进核能技术竞争格局。