摘要：中国于2021年9月在甘肃武威启动全球首个钍基熔盐实验堆（TMSR-LF1），目前处于技术验证阶段，尚未进入大规模商业化运营。该堆设计功率为2MW，主要目标是测试钍-铀增殖循环、熔盐腐蚀控制等关键技术，距离建成商用堆（通常需GW级）仍需较长时间。

朱峰神侃

2025-03-23 09:30

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一、技术验证与现状

1. 甘肃武威实验堆进展

中国于2021年9月在甘肃武威启动全球首个钍基熔盐实验堆（TMSR-LF1），目前处于技术验证阶段，尚未进入大规模商业化运营。该堆设计功率为2MW，主要目标是测试钍-铀增殖循环、熔盐腐蚀控制等关键技术，距离建成商用堆（通常需GW级）仍需较长时间。

2. 效率与安全性优势

热效率提升：熔盐堆采用高温（700°C以上）液态燃料设计，热效率可达40%-50%，高于传统压水堆（33%），但“效率翻倍”的表述不够严谨。

- 固有安全性：熔盐堆在常压下运行，燃料与冷却剂一体化，事故下可自动凝固，大幅降低堆芯熔毁风险。

- 核废料处理：钍燃料循环产生的长寿命锕系核素较少，废料放射性衰减至安全水平需约300年（而非100年），但仍优于铀堆的万年级废料。

二、钍资源潜力与能源前景

1. 中国钍储量与能量密度

- 中国已探明钍储量约30万吨，居世界第二（印度储量居首，超80万吨）。

- 能量换算：1吨钍在快中子增殖堆中释放的能量约等于200吨铀（轻水堆）或350万吨煤，但需依赖高效燃料循环技术实现。

2. 理论供电时长争议

- 若以中国年发电量8万亿度估算，30万吨钍理论上可供电超2万年，但该结论基于“钍100%利用+增殖技术成熟+需求恒定”的理想假设。实际中，燃料循环损耗、技术迭代及能源需求增长均会缩短供电时长。

三、技术挑战与产业化瓶颈

1. 材料与工程难题

熔盐腐蚀性：氟化盐在高温下对合金材料的腐蚀问题尚未完全解决，需开发耐腐蚀材料（如哈氏合金改良型）。

燃料循环复杂性：钍需转化为铀-233才能裂变，涉及在线后处理技术（如氟化挥发法），目前全球尚无成熟工业体系。

2. 核扩散风险再审视

- 钍基循环产生的铀-233含微量铀-232（强γ辐射），增加武器化难度，但国际社会仍对后处理环节的核扩散风险保持警惕。

3. 商业化时间表

中国计划2030年前建成10MW实验堆，2050年实现GW级商用堆部署。相比之下，第三代核电技术（如华龙一号）仍是当前主力。

四、对能源战略与新能源汽车的影响

1. 电力供需关系

即使钍基堆实现商用，电力“用不完”的表述过于绝对。中国能源需求将持续增长（如数据中心、AI算力、工业电气化），且电网调峰、储能技术需同步发展以消纳基荷电力。

2. 新能源汽车布局动因

电动车推广主要受“双碳”目标驱动（交通占中国碳排放10%），而非单纯电力过剩。钍基堆若成功可降低发电碳排放，但电动车与清洁电力需协同发展。

五、国际竞争格局

1. 美国钍技术中断原因

20世纪60年代美国放弃熔盐堆主因是冷战时期优先发展铀/钚武器技术，而非技术不可行。近年美国公司（如Terrestrial Energy）重启熔盐堆研究，但进度落后于中国。

2. 全球技术合作与竞争

中国通过“一带一路”推广第四代核能技术，但需应对欧美在核安全标准、知识产权等领域的潜在壁垒。

结论：谨慎乐观下的战略机遇

中国在钍基熔盐堆领域处于全球领跑地位，但其技术成熟度、工程化能力及商业化前景仍需长期验证。若能突破关键瓶颈，钍基核能或成为“双碳”目标的核心支柱之一，助力能源独立与全球气候治理。然而，过度渲染“电力无限”可能误导公众认知，科学界需加强科普，平衡宣传与技术理性。

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来源：珠峰神侃