在能源和軍事領域，技術創新往往成為國家發展的關鍵驅動力。20世紀60年代，美國曾嘗試一種獨特的核能技術——釷基熔鹽堆，卻因多重原因將其束之高閣。半個世紀后，中國重新拾起這一被遺忘的理念，不僅在能源領域取得突破，還為核動力航母的研發鋪平了道路。

釷基熔鹽堆的起源與美國的放棄

釷基熔鹽堆的探索始于美國核能發展的黃金時代。1950年代，核能被視為未來的希望，美國橡樹嶺國家實驗室在物理學家阿爾文·溫伯格的帶領下，啟動了一項大膽的實驗——熔鹽堆實驗。

這種反應堆與當時主流的固體燃料堆截然不同，它使用液態氟鹽作為燃料和冷卻劑，運行在高溫低壓狀態下。這樣的設計不僅提高了安全性，還能利用釷這種比鈾更豐富的元素作為燃料。

1965年，熔鹽堆實驗正式啟動。反應堆先以鈾-235為燃料運行，隨后在1968年成功使用鈾-233，后者是從釷-232轉化而來的裂變材料。整個實驗持續到1969年，累計運行超過13000小時，最大功率達到7.4兆瓦。

實驗數據表明，熔鹽堆在高溫下表現出色，燃料循環穩定，且發生事故的風險較低。溫伯格曾公開表示，這種技術有望成為核能的未來，因為它不僅安全，還能大幅減少對稀缺鈾資源的依賴。

然而，熔鹽堆實驗的成功并未改變它的命運。1973年，美國能源部正式終止了這一項目。原因并不單純是技術問題，而是復雜的政治和經濟考量。冷戰時期，美國核能戰略聚焦于鈾基反應堆，特別是能夠生產钚-239的快中子堆，以滿足核武器的需求。

相比之下，釷基熔鹽堆無法直接生產武器級材料，戰略價值被認為有限。此外，輕水堆技術已趨于成熟，工業界更傾向于投資已有的生產線，而非冒險開發新技術。預算削減也讓熔鹽堆項目雪上加霜，最終被徹底放棄。

這一決定在當時看似合理，但也埋下了遺憾的種子。熔鹽堆實驗留下的技術資料和經驗并未完全消失，而是靜靜地等待著被重新發現的機會。

中國對釷基技術的重拾與突破

進入21世紀，中國面臨能源需求的激增和環境壓力的雙重挑戰。作為全球最大的能源消費國，中國在2010年消耗了超過32億噸標準煤，占世界總量的20%以上。與此同時，煤炭占其能源結構的70%，導致嚴重的空氣污染和碳排放問題。為了擺脫對化石燃料的依賴，中國將目光投向了核能，而釷基熔鹽堆成為一個頗具潛力的方向。

中國擁有得天獨厚的條件來開發釷資源。據世界核協會統計，中國已探明的釷儲量超過30萬噸，足夠支撐數百年的核能需求。釷通常作為稀土礦的副產品開采，而中國是全球最大的稀土生產國，這進一步降低了獲取成本。

2011年，中國科學院啟動了釷基熔鹽堆核能系統（TMSR）項目，計劃在20年內實現從實驗到商用的跨越。項目由上海應用物理研究所牽頭，聯合多家高校和科研單位，投入資金高達數十億元。

2019年，甘肅武威的2兆瓦實驗堆建成并開始測試。這是全球首座運行的釷基熔鹽堆，雖然不具備發電能力，但其意義非凡。反應堆采用液態氟化釷鹽作為燃料，在高溫下循環流動，通過精密的管道和泵系統維持穩定運行。

2023年6月，國家核安全局為其頒發了運行許可，標志著中國在這一技術上的重大進展。官方計劃在2025年啟動一座10兆瓦的示范堆建設，預計2029年并網發電。

中國的突破并非偶然。美國在熔鹽堆實驗項目中積累的技術資料為中國提供了寶貴的參考。雖然具體的技術轉讓細節不得而知，但公開的科學文獻和歷史記錄無疑為中國科研人員指明了方向。他們在此基礎上進行了大量創新，例如開發耐腐蝕的鎳基合金，解決了熔鹽對管道的侵蝕問題。這種材料已在武威實驗堆中得到驗證，為后續的規?；瘧玫於嘶A。

釷基熔鹽堆的技術特點與優勢

釷基熔鹽堆之所以吸引中國，是因為它在技術上具備多重優勢。首先，釷的儲量遠超鈾。地殼中釷的平均含量是鈾的3倍以上，且分布更廣泛。一噸釷的能量釋放相當于200噸鈾或350萬噸煤，這意味著同樣的燃料量能帶來更高的回報。

其次，熔鹽堆的運行方式獨特。它在700℃的高溫下工作，但壓力接近常壓，相比傳統壓水堆動輒150個大氣壓的運行條件，機械應力大幅降低。這種特性減少了對厚重壓力容器的需求，簡化了設計，也提高了安全性。如果發生泄漏，熔鹽會在冷卻后迅速凝固，自動停止鏈式反應，避免了類似福島事故的堆芯熔毀風險。

此外，釷基熔鹽堆的廢料問題相對可控。傳統鈾基反應堆產生的廢料中包含大量長壽命放射性同位素，隔離期長達數萬年。而釷基反應堆的廢料主要由短壽命同位素組成，隔離期可縮短至數百年。雖然廢料處理仍需謹慎，但其環境負擔明顯減輕。

高溫運行還帶來了額外的靈活性。700℃的熔鹽可以直接用于工業供熱或制氫，與新能源如風電、太陽能形成互補。這對于中國推動能源結構轉型、實現2060年碳中和目標具有重要意義。

能源領域的深遠影響

中國對釷基熔鹽堆的開發，首先瞄準的是能源領域。傳統核電站多依賴海水冷卻，選址受限，而熔鹽堆無需大量水資源，可以建在內陸甚至沙漠地區。甘肅武威的實驗堆就是一個例子，地處干旱的戈壁灘，卻能穩定運行。未來，類似的核電站可能出現在中國中西部，為偏遠地區提供清潔電力。

根據規劃，2029年投運的10兆瓦示范堆將驗證商業化潛力。如果成功，中國計劃到2035年建成更多釷基核電站，逐步提高核電在能源結構中的占比。目前，中國的核電裝機容量約為5800萬千瓦，僅占全國發電量的5%。相比之下，美國核電占比接近20%。釷基技術的成熟將幫助中國縮小這一差距，同時減少對煤炭的依賴。

更重要的是，釷基核能可能成為中國能源安全的支柱。鈾資源在全球分布不均，中國每年需進口數萬噸鈾礦。而釷儲量豐富且自給率高，一旦技術成熟，中國就能擺脫對國際市場的依賴。這種能源自主性在當前地緣政治緊張的背景下尤為寶貴。

核動力航母的技術助力

釷基熔鹽堆的意義不僅限于民用領域，其軍事應用同樣令人矚目。核動力航母是現代海軍的頂級裝備，美國的“尼米茲”級和“福特”級航母憑借核反應堆，能連續運行20年無需加油，作戰半徑覆蓋全球。中國海軍近年來發展迅速，已擁有“遼寧艦”和“山東艦”兩艘常規動力航母，但它們的續航力和作戰能力受限于燃料補給。

近年來，有跡象顯示中國在研發核動力航母。衛星圖像顯示，四川樂山的一座陸基核反應堆原型正在建設，被認為與航母項目相關。此外，中國船舶集團在2023年發布了全球首型核動力集裝箱船設計，采用釷基熔鹽堆作為動力源。這一設計雖為民用，但其核心技術與軍用艦艇高度相似，為核動力航母積累了經驗。

釷基熔鹽堆在航母上的潛在優勢顯而易見。首先，它的體積和重量較傳統壓水堆更小，適合艦船的緊湊空間。其次，安全性更高，熔鹽堆的被動冷卻特性降低了海上事故風險。再者，燃料利用率高，減少了補給需求，延長了航母的作戰時間。這些特點對于需要遠洋投射力量的中國海軍至關重要。

然而，將熔鹽堆應用于航母仍需克服技術難點。例如，艦載反應堆需適應顛簸和振動，熔鹽的流動控制必須更加精準。此外，初始裂變材料的需求可能涉及鈾或钚的運輸，增加了后勤復雜性。盡管如此，中國的研發勢頭表明，這些障礙并非不可逾越。

面臨的挑戰與爭議

釷基熔鹽堆的前景雖光明，但并非沒有爭議。技術上，熔鹽的高腐蝕性是一個難題。雖然中國已研發出新型合金，但長期運行的可靠性仍需驗證。此外，釷本身不可直接裂變，需先轉化為鈾-233，這要求額外的燃料處理設施，增加了成本和安全監管難度。

經濟性也是一個問題。核能項目前期投入巨大，熔鹽堆的商業化尚處于早期階段，短期內難以與成熟的輕水堆競爭。公眾對核安全的擔憂同樣不可忽視，盡管熔鹽堆風險較低，但任何核項目都可能引發社會爭議。

國際社會對中國的進展褒貶不一。印度也在開發釷基技術，但進度緩慢，其先進重水堆項目已延宕多年。挪威和美國的一些公司雖有興趣，卻未進入實質性建設階段。相比之下，中國的領先地位引發了關注，有人擔心其軍事應用可能改變地區平衡，但也有人認為這是核能技術進步的積極信號。

中國在釷基熔鹽堆上的突破，將對全球能源和軍事格局產生深遠影響。在能源領域，釷基核能可能成為中國出口的新名片，改變核能市場由西方主導的現狀。同時，它將助力中國減少碳排放，推動全球氣候目標的實現。

在軍事領域，核動力航母的加入將增強中國海軍的遠洋能力，可能在南中國海、印度洋等區域發揮更大作用。這既是國家安全的保障，也可能引發周邊國家的警惕，促使各方調整戰略。

未來，釷基技術的成敗取決于中國能否解決技術和經濟難題。如果成功，它將成為美國放棄理念的絕佳反轉案例，證明創新的潛力無處不在。如果受阻，也將提醒人們，新技術的道路從來不是坦途。無論結果如何，中國的努力已在全球范圍內掀起波瀾，值得持續關注。