核能，是一种清洁、高效、可持续的能源，但也面临着安全、资源、废料等挑战。

核能发电

【资料图】

为了解决这些问题，国际上正在研发第四代先进核能系统，其中钍基熔盐堆（Thorium Molten Salt Reactor，TMSR）是一种具有突出优势的技术路线。

中国科学院，在这一领域，率先取得了重大突破，建成了世界首个液态燃料钍基熔盐实验堆，并于2021年9月，在甘肃武威成功试运行。

位于甘肃武威的两兆瓦钍基熔盐堆

这标志着，中国在第四代核能技术领域，取得了世界领先的地位，为中国的能源安全和碳中和目标提供了强有力的支撑。

钍基熔盐堆的原理，是利用加速器产生的中子轰击钍-232，使其转变为可裂变的铀-233，从而释放出大量的能量。

中国钍基熔盐堆

与传统的压水堆等第三代核能技术相比，钍基熔盐堆有以下几大优点：

（1）钍资源丰富，分布广泛，可以有效缓解铀资源的紧缺和不平衡问题。

钍矿石

据估计，地球上的钍资源，至少可以支撑1万年的核能需求，而中国拥有全球约30%的钍资源。

（2）钍基熔盐堆，采用液态燃料和冷却剂，可以实现边运行边加料和清理废料，提高了燃料利用率和安全性。

中国钍基熔盐堆

液态燃料，还可以自动调节反应速率，避免过热，或爆炸等事故。

（3）钍基熔盐堆，使用高温熔盐作为冷却剂和传热介质，可以实现高温、低压、高效的运行。

钍基熔盐堆示意图

高温熔盐，不仅可以用于发电，还可以用于工业热应用、制氢、合成燃料等方面，实现核能的综合利用。

（4）钍基熔盐堆，产生的核废料量少、放射性低、半衰期短，可以有效减少对环境和人类健康的影响。

钍基熔盐堆

同时，钍基熔盐堆，也可以利用第三代核能技术产生的废料，作为补充燃料，实现废物利用。

（5）钍基熔盐堆，具有很强的防扩散性能，因为它不会产生可用于制造核武器的钚或其他裂变性材料。

钍基熔盐堆

这，也符合中国，一贯奉行的和平利用核能的原则。

中国科学院在2011年启动了“未来先进核裂变能”战略性先导科技专项（A类），以钍基熔盐堆为主要方向之一。

经过十年的努力，中国科学院上海应用物理研究所，自主设计并建造了2MWt液态燃料钍基熔盐实验堆，这是世界上第一个，也是唯一一个，实现了液态燃料钍基熔盐堆的运行的反应堆。

中国液态燃料钍基熔盐堆

该实验堆，将在验证核心技术、开展基础研究、培养人才等方面，发挥重要作用，为进一步开发商用化的钍基熔盐堆，奠定坚实的基础。

中国科学院还在山东、上海、广东等地，建设了不同型号和规模的钍基熔盐堆示范工程，包括固态燃料钍基熔盐堆（TMSR-SF）、液态燃料钍基熔盐堆（TMSR-LF）和多功能小型模块化钍基熔盐堆（TMSR-MS）。

中国液态燃料钍基熔盐堆

这些示范工程，将在不同的应用场景中，展示钍基熔盐堆的优势和潜力，为推动钍基熔盐堆的产业化和国际合作提供平台。

结语

中国的钍基熔盐堆技术，是一项具有战略意义的创新成果，它不仅可以满足中国日益增长的能源需求，还可以为全球能源转型和气候变化应对，提供新的解决方案。

中国，将继续加强钍基熔盐堆技术的研发和推广，为构建人类命运共同体和建设美丽中国做出贡献。

中国液态燃料钍基熔盐堆研究

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