够中国用2万年!中国突破“无限能源”, 将开建全球首座钍熔盐堆

2025年06月05日19:24:02 科学 1879

能源是现代社会运转的命脉。过去几十年,中国经济飞速发展,工厂林立、城市扩张,电力需求像脱缰的野马一样狂奔。但与此同时,煤炭燃烧带来的雾霾笼罩天空,环境问题日益严峻。如何在经济增长和环境保护之间找到平衡?答案或许藏在一种新兴的核能技术里——钍基熔盐堆。

够中国用2万年!中国突破“无限能源”, 将开建全球首座钍熔盐堆 - 天天要闻

能源困局与核能新路

能源是工业化的基石,也是人类生活水平的保障。进入21世纪,全球能源需求持续攀升,尤其是在发展中国家。中国的电力消费量在2023年达到9220太瓦时,占全球的四分之一还多。

工厂的机器轰鸣不停,城市的高楼灯火通明,电动汽车的充电桩遍布街头,这些都推高了电力需求。根据国际能源署的预测,到2030年,全球电力需求还将增长30%以上,中国作为制造业大国,首当其冲。

够中国用2万年!中国突破“无限能源”, 将开建全球首座钍熔盐堆 - 天天要闻

然而,传统的能源结构却难以支撑这种增长。煤炭虽然便宜,但燃烧产生的二氧化碳和污染物让空气质量每况愈下。北京的冬天,雾霾浓得像盖了一层灰幕,能见度低到几百米。天然气和石油依赖进口,价格波动大,能源安全也成了问题。

可再生能源呢?风电和太阳能虽然环保,但受天气影响大,发电不稳定,难以满足工业级别的需求。在这种背景下,核能作为一种高效、稳定的清洁能源,重新受到关注。

够中国用2万年!中国突破“无限能源”, 将开建全球首座钍熔盐堆 - 天天要闻

核能的优势显而易见。一座核电站能稳定输出大量电力,几乎不排放温室气体。截至2025年,中国运行中的核反应堆有58座,核电占全国电力供应的4.5%,而且还在稳步增加。沿海地区的核电站为电网注入了源源不断的能量,支撑着经济的发展。更重要的是,核能在减少碳排放方面潜力巨大,是应对气候变化的重要工具。

但传统核能也有短板。基于铀的压水堆是目前的主流技术,运行需要高压系统,一旦失控,后果不堪设想。1986年的切尔诺贝利事故和2011年的福岛核泄漏,让人们对核安全的担忧挥之不去。

够中国用2万年!中国突破“无限能源”, 将开建全球首座钍熔盐堆 - 天天要闻

此外,核废料的处理是个大难题。这些废料放射性强,半衰期长达数万年,需要深埋地下,稍有不慎就可能污染环境。铀资源也不富裕,全球储量有限,开采成本高,中国虽然有一定储量,但远不如另一种元素——钍那样丰富。

钍是一种自然界广泛存在的放射性元素,地壳中的含量比铀高三到四倍。中国的钍储量尤其丰富,集中在内蒙古、甘肃等地,据科学家估算,足够满足国内能源需求2万年以上。

够中国用2万年!中国突破“无限能源”, 将开建全球首座钍熔盐堆 - 天天要闻

钍本身不能直接裂变,但通过吸收中子可以转化为可裂变的铀-233,这为核能开发打开了新思路。更妙的是,钍基反应堆产生的废料比铀基反应堆少得多,放射性毒性也低,处理起来相对简单。

钍基熔盐堆技术是钍能利用的关键。不同于传统反应堆用固体燃料棒和水冷却,这种技术用液态熔盐既当燃料又当冷却剂,运行起来更安全,效率也更高。早在20世纪60年代,美国橡树岭国家实验室就搞过熔盐堆实验,但因为技术复杂和冷战时期的需求转向,项目后来搁置了。中国抓住了这个机会,从2011年开始投入重金研发,逐渐成了这一领域的领跑者。

够中国用2万年!中国突破“无限能源”, 将开建全球首座钍熔盐堆 - 天天要闻

钍基熔盐堆的前世今生

钍基熔盐堆的特别之处在于它的设计。传统核反应堆用固体铀燃料棒,水在高压下冷却堆芯,稍有差错就可能酿成大祸。熔盐堆完全不同,它用液态熔盐——通常是氟化锂氟化铍的混合物——来溶解钍和少量铀。反应堆运行时,钍-232吸收中子变成铀-233,铀-233裂变释放能量,产生热量,再通过热交换器转化为电能。

够中国用2万年!中国突破“无限能源”, 将开建全球首座钍熔盐堆 - 天天要闻

这种设计有几个亮点。第一,安全性高。熔盐在常压下工作,不像水那样需要高压系统。如

果温度过高或发生故障,熔盐会自动流到储罐里,反应自然停止,基本不可能发生堆芯熔毁。

第二,效率高。熔盐的沸点高达1400°C,反应堆能在600-700°C的高温下运行,比传统反应堆的300°C左右高出一大截,能量转换效率自然更好。第三,废料少。钍基反应堆的核废料比铀基反应堆少90%以上,半衰期也短,处理成本低得多。

够中国用2万年!中国突破“无限能源”, 将开建全球首座钍熔盐堆 - 天天要闻

还有个额外的好处,熔盐堆能“吃”核废料。传统反应堆留下的钚和其他高放射性物质,可以掺进熔盐里作为启动燃料,既减少了废料堆积,又提高了资源利用率。这种循环利用的思路,让钍基熔盐堆成了核能界的“环保先锋”。

2025年,中国将在甘肃武威开工建设全球首座钍基熔盐堆核电站。这不是凭空冒出来的项目,而是建立在多年技术积累上。早在2021年,中国科学院就在武威建了一座2兆瓦的实验性熔盐堆,2024年6月成功达到满功率运行。这座小反应堆虽然不大,但验证了技术的可行性,检测到了钍转化成的镤-233,证明反应链路是通的。

够中国用2万年!中国突破“无限能源”, 将开建全球首座钍熔盐堆 - 天天要闻

新核电站的规模更大,设计热功率60兆瓦,电力输出10兆瓦,预计2029年建成投产。反应堆用的是FLiBe熔盐,也就是氟化锂铍混合物,里面溶解了钍和少量低富集铀。

核心部分是个3米高、2.2米宽的石墨结构,运行温度高达700°C。热能通过超临界二氧化碳循环系统转化为电能,比传统蒸汽轮机效率更高。选址在戈壁滩也有讲究,这地方干旱少水,而熔盐堆对水的需求本来就少,天然契合。

够中国用2万年!中国突破“无限能源”, 将开建全球首座钍熔盐堆 - 天天要闻

这个项目由中国科学院上海应用物理研究所牵头。从2011年启动“钍基熔盐堆核能系统”项目开始,科研团队花了十多年攻克难题,比如高温下熔盐的腐蚀性、反应堆的控制精度等等。实验堆的成功运行,给了他们足够的信心放大规模。新核电站建成后,不仅能输出电力,还能用余热制氢,为工业和交通提供清洁燃料。

中国的资源和技术优势

中国能在这条赛道上领先,靠的是两张王牌:资源和技术。先说资源,中国的钍储量占全球30%左右,主要分布在内蒙古白云鄂博矿区等地。科学家估计,这些钍能支撑国内能源需求数万年。

够中国用2万年!中国突破“无限能源”, 将开建全球首座钍熔盐堆 - 天天要闻

再说技术,从2011年起,中国科学院投入了大量人力物力,研发高温材料、耐腐蚀合金和熔盐化学技术。上海的研究所里,设备24小时运转,数据一轮轮分析,硬是把技术瓶颈一个个啃了下来。

相比之下,其他国家的进展慢一些。美国在上世纪搞过熔盐堆,但后来转向铀基技术,现在想重启还得从头摸索。印度也有钍能计划,毕竟他们的钍储量也不少,但技术成熟度还差一截。中国靠着资源和技术双轮驱动,抢占了先机。2025年的开工,是中国核能技术从实验室走向现实的关键一步。

够中国用2万年!中国突破“无限能源”, 将开建全球首座钍熔盐堆 - 天天要闻

钍基熔盐堆不只是个技术突破,它对能源格局的意义更深远。对中国来说,这意味着能源安全有了新保障。钍资源丰富,不用看别国脸色,能源供应更稳定。

对环境来说,熔盐堆几乎不产温室气体,废料少又好处理,能大幅改善空气质量。对全球来说,中国的成功可能会带动一场核能革命。传统的铀基核电成本高、安全隐患大,而熔盐堆成本低、安全性好,发展中国家用起来更容易。

够中国用2万年!中国突破“无限能源”, 将开建全球首座钍熔盐堆 - 天天要闻

更长远看,这项技术还能推出一堆新产业。耐高温材料、熔盐设备、氢气生产,这些都是大市场。核电站投产后,相关产业链会跟着活起来,带动就业和经济增长。国际上,其他国家也在盯着中国的进展,未来合作和竞争肯定少不了。

从戈壁滩到全球

钍基熔盐堆的成功,可能让全球能源版图重新洗牌。中国一旦把技术跑通,其他国家肯定坐不住。美国能源部已经重启了熔盐堆研究,印度也在加快钍能实验。国际原子能机构也在推动技术共享,制定安全标准,争取让更多国家用上这种技术。未来几十年,核能可能会从铀基时代全面转向钍基时代。

够中国用2万年!中国突破“无限能源”, 将开建全球首座钍熔盐堆 - 天天要闻

对中国来说,这技术是个长期饭票。钍储量够用2万年,能源安全不用愁。工业用电成本降下来,制造业竞争力还能再涨一截。更重要的是,空气会变干净,雾霾天会越来越少。碳中和目标也能早点实现,国际上说话更有底气。

当然,技术从实验室到大范围应用,还有不少坎要迈。首先是材料问题,高温熔盐腐蚀性强,反应堆的管道和容器得用特殊合金,研发和生产成本不低。其次是控制问题,液态燃料虽然安全,但循环起来复杂,需要智能系统实时监控,技术门槛高。再次是国际监管,核技术牵涉到防扩散,全球得统一标准,不然推广会受阻。

够中国用2万年!中国突破“无限能源”, 将开建全球首座钍熔盐堆 - 天天要闻

中国已经有了应对计划。政府加大科研投入,培养专业人才,企业也开始布局产业链。未来几年,技术会逐步成熟,成本也会降下来。到2030年,中国计划推出百兆瓦级的熔盐堆,批量生产后,经济性会更好。

核能这东西,单打独斗走不远。中国的领先是个起点,但全球推广得靠合作。国际原子能机构已经在牵头,组织各国科学家开会、共享数据,一起解决技术难题。像高温材料这种通用问题,大家一块攻关比单干效率高多了。

够中国用2万年!中国突破“无限能源”, 将开建全球首座钍熔盐堆 - 天天要闻

与此同时,竞争也少不了。美国、俄罗斯这些老牌核能强国,肯定不想让中国独占风头。他们可能会加速研发,争取分一杯羹。发展中国家呢,如果看到熔盐堆的好处,也会加入进来。未来几十年,核能市场可能会热闹起来。

想象一下,2030年后,中国的工业区里一座座熔盐堆拔地而起,电力源源不断,空气清新了不少。沿海城市用上核电站的电,氢燃料车跑满大街。国际上,熔盐堆技术传到其他国家,全球能源结构慢慢变干净。这不是科幻,是实实在在的可能。

够中国用2万年!中国突破“无限能源”, 将开建全球首座钍熔盐堆 - 天天要闻

钍基熔盐堆的意义,不只在于技术本身,更在于它带来的希望。能源危机、气候变化,这些老大难问题,终于有了新解法。中国的突破,是人类迈向清洁未来的第一步。

从甘肃戈壁滩起步,钍基熔盐堆可能改变世界的能源面貌。中国的努力让“无限能源”不再是梦想,而是触手可及的现实。未来会怎样?技术能不能铺开?这些还得看接下来的发展。但有一点可以肯定,这条路值得走下去。能源的未来,或许就从这里开始。

科学分类资讯推荐

上海发生霸凌事件,大象被群殴3年?野生动物园回应:不存在 - 天天要闻

上海发生霸凌事件,大象被群殴3年?野生动物园回应:不存在

近期,上海野生动物园“大象霸凌”的视频广为流传一些网友称该现象已发生有两三年时间呼吁园方积极处理昨天,上海野生动物园在其微信公众号中进行科普网传“非洲象有个体长期被欺负”的情况存在吗?不存在。2024年网传我园非洲象打架视频,系公象“杰克”与公象“笨笨”因发情期产生的关于领地和交配权的争斗。在发生争斗情...
全球首款!信达减重新药获批上市 - 天天要闻

全球首款!信达减重新药获批上市

近日信达生物制药(苏州)有限公司(以下简称“信达生物”)开发的玛仕度肽注射液获国家药品监督管理局批准上市用于成人肥胖或超重患者的长期体重控制该产品是全球首款获批上市的胰高血糖素样肽-1受体(GLP-1R)/胰高血糖素受体(GCGR)双重激动
中国稀土是国宝之物 - 天天要闻

中国稀土是国宝之物

中国稀土在世界占很大比重,更关键是能把稀土提纯到五个九水平,世界上只有中国绝招。因为只有这么高纯度稀土十几个元素分离出来,用在电子军工航空卫星及各种高精度材料上,非常广泛需要量很大。
2个魾属新种现身怒江与伊洛瓦底江,我国成全球魾属鱼类物种最多国家 - 天天要闻

2个魾属新种现身怒江与伊洛瓦底江,我国成全球魾属鱼类物种最多国家

6月27日,开屏新闻记者从中国科学院昆明动物研究所获悉,科研人员在整理云南怒江(萨尔温江)水系与缅甸伊洛瓦底江水系采集的巨魾标本时,发现了2个鱼类新种。这一研究不仅扩展了对该类群的认识,也使我国成为已知魾属鱼类多样性最高的国家。原魾魾属是鲇形目中体型最大的类群之一,部分种类体长可超过2米,因其巨大的体型...
广西普及应急安全知识 提升公众防范意识和应急能力 - 天天要闻

广西普及应急安全知识 提升公众防范意识和应急能力

中新网南宁6月27日电(林浩)广西壮族自治区应急管理厅厅长周长青27日表示,广西将挖掘更多优秀科普宣教人才,积累更多优秀科普作品,全面普及应急安全知识,提升公众安全防范意识和应急能力。图为2025年广西第二届“桂在安全”应急科普讲解大赛决赛
无需开颅,中国医生用脑机接口治偏瘫 - 天天要闻

无需开颅,中国医生用脑机接口治偏瘫

十几天过去,神经医学专家林志雄、吴成翰依然清晰地记得那台特别的手术。6月14日的下午,他们和脑机接口科学家、南开大学教授段峰合作,将介入脑电传感器芯片通过血管放进了一名偏瘫病人的颅内静脉窦。他们希望通过这台手术,帮助修复病人的运动功能。
《历史研究》2025年第4期目录与摘要 - 天天要闻

《历史研究》2025年第4期目录与摘要

《历史研究》为中国历史研究院院刊,创刊于1954年,是党中央决定创办的全国性史学刊物。毛泽东同志亲自确定“百家争鸣”的办刊方针,郭沫若同志出任首届编委会召集人。创刊70余年来,《历史研究》获得“中国出版政府奖·期刊奖”“国家期刊奖”“新中国60年有影响力的期刊”“百强报刊”等荣誉和称号,为推动中国史学发展作...
石家庄:产业突围与崛起 - 天天要闻

石家庄:产业突围与崛起

编者按:近日,《中国新闻周刊》刊发深度报道《石家庄:产业突围与崛起》,充分反映石家庄市第十一次党代会以来,五大主导产业与国家战略、时代需求同频共振,规模能级不断跃升,成为推动经济高质量发展的核心引擎。
烟台有377种鸟 珍禽钟爱来烟栖息繁衍 - 天天要闻

烟台有377种鸟 珍禽钟爱来烟栖息繁衍

烟台融媒6月27日讯(记者 杨健 通讯员 徐计生 牟进鹏 摄影报道)盛夏时分,每天清晨将市民从梦乡中唤醒的,往往是窗外一声声清脆的鸟鸣。作为鸟类资源大市,眼下,正值夏候鸟繁殖旺季的烟台,野生鸟类“家底”几何?