目前，我國的大多數核反應堆材料用的都是鈾，但是隨著核電規模的不斷擴大，現存的鈾礦幾十年內就會山窮水盡。

為了解決這個問題，科學家們日思夜想，絞盡腦汁。終于，發現了用釷可以替我們解決能源焦慮。要知道，1噸釷釋放的能量相當于200噸鈾，而我國現已探明的釷工業儲備約28萬噸。

還有更好的消息，最近中國宣布將建造全球首座釷基熔鹽反應堆，這一消息在能源領域掀起了不小的波瀾。

那么，釷基熔鹽反應堆到底有何厲害之處？真的能解決我們的能源焦慮嗎？

釷，被遺忘的能源明星

提到核能，大多數人腦海中浮現的是鈾元素。不錯，現代核電站確實主要使用鈾235作為燃料。但你知道嗎？在我國包鋼的尾礦堆里，靜靜躺著7萬噸被視為"工業垃圾"的釷。這種被大多數人忽視的重金屬，實際上蘊含著驚人的能量。

為什么我們一直用鈾不用釷呢？這要從歷史說起。鈾235可以直接裂變釋放能量，而且上世紀核能發展初期，人們更關注的是制造核武器，鈾更適合這個目的。隨著時間推移，鈾反應堆技術成熟后，出于經濟和技術連續性考慮，全球核電發展就沿著鈾的路線走下去了。

然而，鈾的問題正日益凸顯。自然界中的鈾235僅占鈾總量的0.71%，資源非常有限。專家預測，如果未來30年全球核電規模擴大到現在的7倍，僅靠鈾235，40年內就會山窮水盡。

相比之下，釷簡直就是"富得流油"。地殼中釷的探明儲量約是鈾的3至4倍，而在中國，這個比例更是高達6:1！我國已探明的釷工業儲備約28萬噸，在全球排名第二，僅次于印度。

更驚人的是釷的能量密度：1噸釷釋放的能量相當于200噸鈾或350萬噸煤炭！諾貝爾物理學獎得主卡洛·魯比亞曾打了個生動的比方：拳頭大小的釷金屬塊可以為倫敦供電一周。

釷還有一個意想不到的優勢：它不適合制造核武器。傳統鈾堆產生的廢料中含有钚239，這是制造核彈的理想材料。而釷-鈾燃料循環產生的材料不適于武器制造，這讓核能的和平利用多了一層保障。在核不擴散成為國際共識的今天，這一特性尤為珍貴。

熔鹽堆：未來核能的"救世主"？

說到釷的利用，我們不得不提到一種特殊的反應堆設計——熔鹽堆。它被認為是利用釷資源的最佳選擇，也是國際公認的第四代核能系統中最有前途的堆型之一。

傳統核電站里的燃料是固體棒狀物，而熔鹽堆中的燃料則是溶在熔融鹽中的液體形態。這種熔融鹽有點像火山里的巖漿，在反應堆內流動并釋放能量。這種看似簡單的設計變化，卻帶來了革命性的優勢。

首先是極大提升了安全性?；叵敫u核事故，當時的問題是固體燃料在高溫下熔化，失去控制。但在熔鹽堆中，燃料本來就是液態的，設計上還有一個巧妙的安全機制：反應堆底部有個"冷凍塞"，一旦溫度過高，這個塞子就會熔化，熔鹽自動流入安全容器，核反應立即停止。

假設福島當時用的是熔鹽堆，事故后果會完全不同。熔鹽流出并冷卻后會變成固體，核燃料被物理封鎖，不會擴散到環境中。不會有持續產生的核污水，也不會有長達數十年的清理過程。單是這一點，就足以讓人對熔鹽堆心生向往。

熔鹽堆還有個了不起的特性：它對燃料的"挑食程度"很低。不僅能用釷，還能"消化"現有核電站產生的部分核廢料。理論上，充分燃燒后產生的廢料可能只有現有技術的千分之一！

熔鹽堆還有一個被許多人忽視的重要優勢：它不像傳統核電站那樣"嗜水如命"。常規核電站選址時最基本的要求就是要有充足的水源，因為它們需要大量水來冷卻反應堆和發電機組。這就是為什么你會發現絕大多數核電站都建在海邊、大湖旁或者大河沿岸。

而熔鹽堆打破了這一限制。它使用熔融鹽作為冷卻劑，這種物質本身就能高效地吸收和傳導熱量，不需要依賴外部水源來維持正常運行。這意味著我們可以把熔鹽堆建在幾乎任何地方 - 包括干旱的內陸地區、缺水的沙漠地帶，甚至是水資源緊張的高原地區。

2024年甘肅武威就宣布了建設釷基熔鹽小型實驗堆的計劃，這在過去是不可想象的——武威這樣的干旱地區根本無法支持傳統核電站的用水需求。熔鹽堆技術的突破，讓核能真正成為各地區都能使用的清潔能源。

熔鹽堆的另一個優勢是可以做得很小。傳統核電站為了經濟效益，通常要建得很大。而熔鹽堆可大可小，靈活性極高。小型熔鹽堆裝入一定量的燃料后可穩定運行數十年，非常適合為偏遠地區提供可靠電力。

道阻且長，行則將至

聽上去熔鹽堆簡直完美，那為什么它還沒有大規模應用呢？答案是：技術障礙依然存在，而且不小。

最大的挑戰來自材料。反應堆內部溫度超過700℃的熔鹽不斷流動，而且具有極強的腐蝕性。這種環境下，普通金屬材料根本堅持不了多久。熔鹽就像是不斷啃咬金屬的"酸液"，幾年內就能讓管道千瘡百孔。如何找到能在這種極端環境下長期穩定工作的材料，是擺在科學家面前的第一道難題。

好在中國科學家已經取得了突破性進展。中科院金屬研究所研發出了名為GH3535的特種合金，其耐熔鹽腐蝕性能達到或超過了國際同類產品，在純凈度方面還有明顯優勢。這是解決熔鹽堆最關鍵技術難題的重要一步。

另一個技術難關是處理核裂變產物。反應過程中，核燃料不斷被消耗，同時產生各種裂變產物。這些物質在熔鹽中累積，會降低反應效率。如何在不停堆的情況下分離這些物質，也是一個復雜的工程問題。

面對這些挑戰，中國制定了務實的分步走戰略：首先開展基礎研究和技術攻關，然后建設小型實驗堆和示范堆，最終在2040年左右實現商業化應用。雖然聽起來時間較長，但核能技術本就是一個需要長期投入的領域。從歷史經驗看，每代核反應堆從實驗室到商業應用，通常都需要二三十年時間。

值得高興的是，中國在這條路上已經取得了顯著進展。中科院已完成了2兆瓦固態燃料釷基熔鹽堆的概念設計，并計劃建造全球首座釷熔鹽實驗堆。這意味著中國已經在這一前沿技術領域占據了領先地位。

熔鹽堆技術的突破對中國具有特殊意義。中國是"貧鈾國"，國內鈾礦儲量有限，大規模發展傳統核電必然依賴進口，存在能源安全隱憂。而釷資源豐富，如果掌握了釷熔鹽堆技術，就能徹底解決核能發展的"卡脖子"問題，實現能源自主。

在能源危機和氣候變化的雙重壓力下，核能以其綠色、高效、低碳的特性，成為越來越多國家的戰略選擇。而釷熔鹽堆技術有望解決傳統核能的諸多痛點，為人類開辟一條更安全、更清潔、更可持續的能源道路。