够中国用2万年!我国攻克世界级难题,抢先美国建造“无限能源”

文/珠玑说

(本文所有内容皆有官方可靠信源,具体资料赘述文章结尾)

谁能想到,昔日被当作“工业矿渣”的钍,如今在中国甘肃荒漠深处,摇身一变成为支撑国家两万年的“无限能源”!

中国成功运行钍基熔盐堆,不仅攻克世界级难题,更颠覆传统核能单一功能,实现发电、淡化海水、零碳制氢多功能一体,当美国重启熔盐堆计划,印度加紧研究时,中国已抢先建造,并且能够支撑国家两万年能源需求,我国是如何做到的?

从没人要的矿渣到国家能源基石

在甘肃武威的荒漠深处,一座27米高的银灰色建筑静静矗立,它不冒烟,也不排放废水,安静得不像一座能源设施,这里运行着中国的钍基熔盐堆,一种截然不同的核能装置。

它内部流淌的不是高压水,而是在700摄氏度高温下呈液态的熔盐,这并非一个全新的概念,六十年前,美国橡树岭国家实验室的工程师们就绘制了它的蓝图。

然而,他们最终放弃了它,只因其燃料——金属钍,不适合制造核武器,如今,当这些美国工程师在视频中看到中国将他们的蓝图变为现实时,只能发出一声复杂的感慨,中国不仅捡起了这份被遗忘的图纸,更是将其炖成了一套解决国家级难题的系统方案。

这座实验堆在今年六月实现了连续稳定运行,标志着中国攻克了西方研究半个世纪未能突破的技术瓶颈,它所蕴含的能量潜力,足以支撑中国使用两万年。

要理解这座反应堆的颠覆性,首先要颠覆我们对“资源”的认知,它的核心燃料“钍”,长期以来一直是个尴尬的存在,在内蒙古的白云鄂博矿区,这个全球最大的稀土矿藏地,钍作为伴生矿被大量挖出,却一直被当作工业矿渣,是精炼稀土时难以处理的废料。

过去,这些矿渣甚至白送都没人要,然而,随着熔盐堆技术的突破,一切都改变了,这种曾经的废料,其潜在价值如今已超越稀土本身。

中国拥有的钍资源超过140万吨,占据全球已探明储量的近四分之三,这个地质学上的数据,一夜之间转变成了国家能源独立的战略筹码。

更关键的是获取成本,全球90%以上的钍都是开采其他矿物时的副产品,对中国而言,这意味着一种“挖稀土顺手捞钍”的独特富矿模式。

分离提纯这种潜力巨大核燃料的成本被压到极低,从根本上重塑了能源获取的经济模型,一吨钍所能释放的能量,约等于350万吨标准煤,这种巨大的能量转换效率,让昔日的废料拥有了定义未来的资格。

告别高压锅,核安全换了种思路

传统核电站常被形容为一个“高压锅”,内部维持着巨大的压力,一旦失控,就可能引发类似福岛的灾难。

这种模式极度依赖水源进行冷却,选址备受限制,钍基熔盐堆则完全不同,在常压下运行,从物理原理上就消除了压力壳失效的风险。

这种设计赋予了它独特的“抗旱体质”,不再需要海量冷却水,因此可以建在干旱的戈壁和沙漠,极大地拓展了核能的战略布局空间,这种对水的解绑,不仅是技术优势,更是对国土空间利用的战略性解放。

其安全设计的核心,在反应堆底部,有一个被称为“冷冻塞”的装置,它本质上是一个由低温固化的盐构成的阀门,一旦发生温度异常等紧急情况,这个盐栓会自动熔化,无需任何人为或电子干预。

随后,携带核燃料的熔盐会因重力自动流入下方的应急储存罐,反应随即终止,这种“失效即安全”的被动安全机制,将安全保障建立在不可动摇的物理规律之上。

当然,这一切的前提是解决了熔盐的强腐蚀性问题,早在1971年,上海的“728工程”就曾尝试过,但最终因材料不过关而失败。2011年,中科院重启该项目,集中力量攻关。

最终,中国科学家研发出一种新型镍基合金材料,其抗腐蚀能力极强,腐蚀量比德国同类样品少了整整90%。

不止发电,它是一个全能的能源岛

钍基熔盐堆的革命性远不止于发电,它突破了传统核能的单一功能,正在构建一个多元化的能源生态。

反应堆输出的700摄氏度高温热能本身就是一种极具价值的产品,这些高温热能可以直接用于驱动海水淡化,一座反应堆每天就能供应20万吨淡水,对解决水资源短缺问题意义重大。

同时,高温还能用于电解水制氢,效率比传统方式提升40%,成本已接近化石能源制氢的水平,为交通和工业领域提供了大规模的清洁燃料来源,从发电、供热、淡化海水到零碳制氢,它就像一个综合性的“能源岛”,能够根据需求提供一揽子解决方案。

更具想象力的是它的部署形态,这种反应堆可以被小型化,甚至能集成到集装箱大小的微型堆中,这种灵活性使其能够为电网无法覆盖的偏远岛屿、边防哨所提供稳定能源,甚至为未来的月球基地构筑能源核心。

从经济角度看,虽然其建设成本比传统核电站高出约30%,但燃料费用节省超过40%,且碳排放仅为煤电的1%,这种经济模型的转变,将对全球能源结构产生深远影响。

美国能源部也承认,中国已成功将实验室里的技术优势,转化为了完整的工业体系,从开采、提纯到废料处理,产业链已经形成。

钍基熔盐堆的成功,是中国清洁能源领域整体崛起的一个缩影,2022年,中国在清洁能源领域的专利申请量是美国的两倍多,全球超过65%的电池技术高被引论文来自中国学者。

从比亚迪、宁德时代在电动车和电池领域的领导地位,到光伏制氢、波浪能、虚拟电厂等“立体战队”的全面布局,一个由创新驱动的能源新格局正在形成。

参考:

金融界--第四代核电技术代表 钍基熔盐堆重塑能源结 2025-06-24 07:57

澎湃新闻--自主第四代先进核能研发迎重要节点:甘肃钍基熔盐实验堆获运行许可 2023-06-18 17:20

俄罗斯卫星通讯社--中国即将开建全球首座钍基熔盐堆核电站2024年7月28日 16:11

第一财经--“人造太阳”实现重大突破 “无限能源”时代还有多远?|行业风口 2022-12-16 15:25

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更新时间:2025-08-22

标签:科技   美国   中国   难题   能源   我国   反应堆   核能   矿渣   稀土   废料   传统   核电站

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