2024年底，甘肃武威市民勤县的戈壁滩上传来捷报：我国自主研发的2兆瓦液态燃料钍基熔盐实验堆成功实现钍铀核燃料转换。这意味着我国成为了全球唯一运行并实现钍燃料入堆的国家，在第四代核能技术竞赛中遥遥领先。

这座建在沙漠中的反应堆，外观不像传统核电站那样庞大壮观，却承载着中国能源安全的巨大希望。

武威熔盐反应堆

“我们的钍资源可保障国家能源安全长达千年以上。”中国科学院上海应用物理研究所所长戴志敏表示，这项技术将彻底改变我国核燃料长期依赖进口的局面。

颠覆传统，核电技术迎来革命性突破

钍基熔盐堆与传统核电站的区别，好比智能手机与老式拨号电话的差异。它属于第四代核能系统，代表了核电技术的革命性进步。

传统核电站需要大量水源进行冷却，因此必须建在沿海地区。而钍基熔盐堆采用高温熔盐作为冷却剂，无需依赖水源，可以建在任何地方。这正是为什么我国首座钍基熔盐堆能建在甘肃的戈壁滩上。

在安全方面，钍基熔盐堆具有“失效安全”特性。上海应物所所长戴志敏解释：“一旦温度升得过高，核反应会自动下降直至停止，不会出现堆芯熔毁导致大量放射性物质释放的事故。”

2016年，美国《麻省理工科技评论》将钍基熔盐堆评为安全核能技术，认为其能在任何事故情况下自然停止运行，不会造成放射性物质泄漏。

钍基熔盐堆还在运行压力上做了根本性改进。传统核电站需要在高压环境下运行，如同一个巨型高压锅，而钍基熔盐堆在常压下工作，彻底杜绝了爆炸风险。

钍是一种银白色金属，在地球上的储量相当丰富。我国的钍储量远高于铀储量，且与稀土资源伴生。这意味着在开采稀土的同时，我们可以获得钍资源，真正实现“一石二鸟”。

钍本身不能直接发生裂变反应，如何让它产生能量？科学家们通过中子轰击钍原子核，将其转化为高效裂变的铀-233，堪称核能领域的“点石成金”。

“实现钍铀循环意味着我们能够将地球上储量丰富的钍资源有效利用起来，创造出一条全新、可持续的核燃料供应途径。”戴志敏这样描述钍基熔盐堆的价值。

与传统核技术不同，用钍进行燃料循环时，不会产生可用于核武器的钚元素。这一特性使钍基熔盐堆具有防核扩散优势，特别适合在国际上推广。

对于印度、东南亚、非洲等缺铀但钍资源丰富的地区，钍基熔盐堆将成为理想的能源选择。

曲折历程，一项技术的半个世纪轮回

钍基熔盐堆的发展历程充满曲折。美国早在20世纪50年代就建设过钍基熔盐堆核电站，但最终放弃了这条技术路线。

“美国放弃钍基熔盐堆是出于冷战时期的战略选择。”上海应物所副所长蔡翔舟解释，“当时技术路线的竞争主要在钍基熔盐堆和钚基快堆之间，后者更易于生产用于武器的核材料，因此获得了优先发展。”

“氢弹之父”爱德华·泰勒曾评价美国的这一选择为“一个可以原谅的错误”。

中国与钍基熔盐堆的缘分始于上世纪60年代末。1970年，我国启动了“728工程”，最初目标就是研制钍基熔盐堆。

由于当时国家的整体科技水平和工业基础无法支撑如此超前的技术，1972年转向了技术相对成熟的压水堆路线，最终建成了秦山核电站。

转眼到了2009年，中国科学院提出要聚焦“战略性、前瞻性、基础性”领域。钍基熔盐堆技术因其独特优势，重新进入科学家们的视野。

2011年，中国科学院启动“未来先进核裂变能——钍基熔盐堆核能系统”战略性先导科技专项，由上海应物所牵头实施。

从2011年专项启动到2023年实验堆建成，中国科学家们面临了一系列技术挑战。

钍基熔盐堆涉及高温熔盐化学、钍铀燃料循环、新型材料服役行为等一系列深层次科学问题，对我国来说是一个全新领域。上海应物所组建攻关团队，从零开始，静心笃志深耕TMSR（钍基熔盐堆核能系统）。

在核心材料研发上，团队成功开发出具有自主知识产权的GH3535高温镍基合金、T220超细孔径核石墨。这些材料能耐受堆内极端环境，是熔盐堆安全运行的关键保障。

“我们在钍基熔盐堆特有的关键技术上实现了全面突破，包括耐高温抗腐蚀的特殊合金材料制备、熔盐循环下的腐蚀控制技术、燃料在线分离与处理技术等。”蔡翔舟自豪地介绍。

实验堆的整体国产化率超过90%，关键核心设备100%国产化，供应链自主可控。这不仅体现了我国科技实力的提升，也为未来商业化推广奠定了坚实基础。

2023年10月，我国首座液态燃料钍基熔盐实验堆正式建成并实现首次临界；2024年6月首次实现满功率运行；2024年10月完成世界上首次熔盐堆加钍实验。这一连串的成功，标志着中国在第四代核能技术上的突破。

未来前景，能源格局将迎来巨变

钍基熔盐堆的成功研发，对我国能源体系具有深远影响。它不仅可以提供清洁电力，还能与高温熔盐储能、高温制氢、太阳能、风能等产业深度融合，构建多能互补的低碳复合能源系统。

光热发电

对于普通居民来说，未来电力供应可能更加稳定。特别是对于内陆地区，钍基熔盐堆提供了建设安全可靠核电站的可能，改变我国核电布局不均衡的现状。

“实验堆是走向商业应用的基石。”戴志敏透露，“我们正在申请国家重大科技任务，致力于攻克百兆瓦级示范堆的关键技术。”上海应物所已与国家电投等央企深度合作，目标是力争在2035年左右建成百兆瓦级示范堆并实现并网发电。

钍基熔盐堆的推广应用还将带来环境效益。由于采用钍燃料并在高温下运行，它产生的放射性核废物量大幅减少。这对于解决核废料处理难题具有重要意义。

从国际视野看，中国掌握钍基熔盐堆技术后将改变全球能源格局。我国已探明的钍矿大多是开采稀土时的伴生副产品，相当于“开采稀土附赠钍资源”，大幅降低了核燃料的获取成本。

这项技术契合“一带一路”倡议，可覆盖“一带一路”区域的清洁高效能源需求。

未来，当我们驾车穿行于戈壁滩，远处那些不再需要临水而建的核电站，或许将成为常见景观。钍基熔盐堆提供的电力将点亮千家万户，其产生的高温蒸汽还能用于制氢、化工生产等多个领域。

研究人员展望，到2035年，百兆瓦级示范堆有望建成并实现并网发电。这意味着不久的将来，我国能源格局将发生深刻变化。

“钍基熔盐堆是可以全覆盖‘一带一路’区域的清洁高效能源系统。”上海应物所副所长蔡翔舟描绘了一幅未来能源图景：戈壁滩上的核电站不仅发电，还能与可再生能源协同，形成完整的低碳能源体系。

参考资料：

热点问答丨全球唯一！中国钍基熔盐堆究竟有多牛？

中国经济网 2025-11-03 00:00 中国经济网官方账号

全释硬科技丨钍基熔盐堆建成 中国核能科技实现全新突破

央广网 2025-11-01 07:59 央广网文化传媒有限公司官方账号