低調的釷基熔鹽堆，傳來新消息。據新華社報道，全球唯一的釷基熔鹽堆已在甘肅省武威市民勤縣建成運行，正加快推進更大規模的工業應用。

固有安全性突出且能夠長期保障核燃料需求、解決核廢料問題的釷基熔鹽堆，之于“富釷貧鈾”的中國有著特殊意義。

“目前，我們正與國內工業界開展緊密合作，加快推動釷基熔鹽堆的工業示范和應用。由于很多關鍵材料和技術都是我們自主研發的，可以直接產業化，形成供應鏈。”曾任中國科學院上海應用物理研究所所長、釷基熔鹽堆核能系統先導專項負責人的徐洪杰研究員日前在中國科學院上海分院的內部論壇上表示，在甘肅武威的茫茫戈壁荒漠中，科研團隊不發論文，也不申請任何獎項，埋頭八年多，建設2MWt液態燃料釷基熔鹽實驗堆。

徐洪杰介紹了一組時間表：2023年10月11日11點08分，2MWt液態燃料釷基熔鹽實驗堆首次實現臨界反應；2024年6月17日10點12分，首次達到滿功率運行；2024年10月，完成世界上首次熔鹽堆加釷實驗，成為目前世界上唯一運行的釷基熔鹽堆（綜合實驗平臺）。

實驗堆并非商業運行電站。我國的釷基熔鹽堆能源系統（TMSR）制定了實驗堆、研究堆、示范堆三步走發展戰略。根據規劃，還將在甘肅建立世界首座小型模塊化釷基熔鹽研究堆，用于高功率、高輻照工況下釷基熔鹽堆科學問題與關鍵技術的工程熱驗證。

澎湃新聞注意到，研究堆即將上馬：中國科學院上海應用物理研究所去年披露的《小型模塊化釷基熔鹽堆研究設施環境影響報告書（選址階段）》顯示，擬在甘肅省武威市建設十兆瓦電功率（10MWe）小型模塊化釷基熔鹽堆（設計最大熱功率60MWt），按照2025年年內破土動工、2030年首次臨界并滿功率運行為目標推進工作。

研究堆的意義，在于通過系統集成及驗證，為大型商業堆的建設提供必要的技術、數據及經驗。有了研究堆和示范堆，釷基熔鹽堆才具備在更多省份落成的基礎。

釷和熔鹽堆，堪稱黃金搭檔，熔鹽堆是最適合釷基核燃料高效利用的堆型。釷基熔鹽堆技術屬于熱中子增殖堆，能將釷轉化為可裂變的鈾-233。

資料顯示，我國已查明的釷工業儲量約28萬噸。初步估算若能實現釷基核燃料的完全循環利用，可供使用幾千年以上，將確保國內能源的自給自足。地球上釷資源總儲量是鈾資源的3~4倍，釷基核燃料的有效利用對于人類發展也有著巨大的價值。

除了儲量碾壓之外，基于釷鈾循環的熔鹽堆可同時滿足物理防核擴散、核廢料最小化等特點。鈾裂變會產生很多半衰期較長的超鈾元素，釷反應堆能比鈾燃料反應堆產生更少的長壽命核廢物。此外，熔鹽堆采用無水冷卻技術，只需少量的水即可運行，適用于干旱地區。

綜上，作為“四代堆”的熱門候選堆型，釷基熔鹽堆的固有安全性高、核廢料少、防擴散性能和經濟性更好等優點使其成為近年來國際先進核能研發的熱點。但在此之前，該技術沉寂已久。

熔鹽堆研發始于20世紀40 年代末的美國，主要目的是美國空軍為轟炸機尋求航空核動力。得益于氟化熔鹽冷卻劑的高熱容、高熱導、高沸點以及低蒸汽壓等特點，熔鹽堆在本征安全性以及經濟性上具有極大的優勢和潛力。1954年，美國橡樹嶺國家實驗室建成第一個熔鹽堆實驗裝置ARE，功率為2.5MW。戰略彈道導彈的迅速發展使核動力轟炸機的研發失去了軍事應用價值，因此熔鹽堆的研發于20世紀60年代轉向民用。

橡樹嶺國家實驗室在1965年建成液態燃料熔鹽實驗堆，這是迄今世界上唯一建成并運行的液態燃料反應堆，也是唯一成功實現釷基核燃料（鈾-233） 運行的反應堆。但由于彼時“冷戰”的考慮，側重于民用的熔鹽堆計劃下馬，美國熔鹽堆研發中止。20世紀70年代初，中國也曾選擇釷基熔鹽堆作為發展民用核能的起點，但限于當時的科技、工業和經濟水平，后轉為壓水堆，也就是秦山一期工程。

2011年，中科院圍繞國家能源安全與可持續發展需求，部署啟動了首批中科院戰略性先導科技專項（A類）“未來先進核裂變能——釷基熔鹽堆核能系統（TMSR）”，計劃用20年左右的時間，在國際上首先實現釷基熔鹽堆的應用，同時建立釷基熔鹽堆產業鏈和相應的科技隊伍。2017年4月，甘肅省武威市與中科院簽訂了在該市民勤縣建設釷基熔鹽堆核能系統項目的戰略合作框架協議，該項目分兩期建設，總投資220億元。2018年9月，該項目開工建設。

基于釷基熔鹽堆的核能綜合利用前景

中國科學報曾報道，在甘肅的釷基熔鹽實驗堆建于地下，相當于給它“套了個金鐘罩”。

據文匯報報道，徐洪杰在前述論壇上，提到了一個盡人皆知的故事——龜兔賽跑。“兔子總有犯錯、偷懶的時候，這就是烏龜跑贏的機會。”徐洪杰坦言，美國在核技術領域的積累遠超世界上的任何一個國家，但中國只要錨定目標，就一定可以找到趕超的機會，釷基熔鹽堆就是這樣一個機會。

目前，中國的釷基熔鹽堆研究進展已處于國際前列。按照中科院應物所多年前的規劃，目標到2030年左右全面實現掌握釷基熔鹽堆核能系統的相關科學與技術，基本完成工業示范堆建設和基于 釷基熔鹽堆的低碳新能源示范裝置建設，開展熔鹽堆的商業化推廣；到2040年左右建成首座百噸級釷基乏燃料鹽干法批處理示范裝置和在線部分分離固態裂變產物示范裝置，基本實現釷鈾燃料循環。

參照目前的進展，雖有四年左右的遲滯，但中國仍是釷基熔鹽堆技術商業化的引領者。

業內有觀點認為，基于當前的技術進展，釷基熔鹽堆的實現難度和技術瓶頸都比所有人心目中的終極能源——核聚變要小很多。盡管全球科學家已投入數十年研究，可控核聚變發電的商業化應用可能仍需等到2050年前后。

值得注意的是，2023年12月，中國船舶集團有限公司旗下江南造船（集團）有限責任公司正式發布全球首型、世界最大24000箱核動力集裝箱船船型。據介紹，該型船采用國際上先進的第四代堆型熔鹽反應堆解決方案，安全性高、反應堆高溫低壓運行，在原理上規避堆芯融化，具備防擴散與固有安全特征。

該船型無需耐高壓容器與管路，即便發生破口事故，在環境溫度下迅速凝固，事故后除正常停堆手段外還可以把熔料鹽排出堆外，實現快速停堆、防止事故擴展。根據江南造船披露的細節，該船型相對于傳統船型動力系統布置更為緊湊，可提供更多箱位；取消了傳統煙囪機艙棚，采用首房艙方案，核電艙位于舯部。