如今，能源作為各個(gè)國家發(fā)展中不可或缺的動(dòng)力，能源的開發(fā)問題顯得格外重要，但各國石油以及鈾礦等主要能源儲(chǔ)備顯然是有限的，無法做到可持續(xù)發(fā)展。

而當(dāng)全世界還在為石油枯竭和鈾礦短缺而焦慮時(shí)，在甘肅武威的茫茫戈壁上，一座可能改變?nèi)祟惸茉词返膶?shí)驗(yàn)設(shè)施正在悄然施工。

中國科學(xué)家在這片干旱的土地上，正用一種幾乎被遺忘的元素，打造著足夠使用2萬年的"無限能源"。

那么這項(xiàng)能打造“無限能源”的元素究竟是什么？它所創(chuàng)造的能源，真能用2萬年之久嗎？

中國核能發(fā)展面臨的鈾資源短缺問題由來已久，根據(jù)地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)，國內(nèi)已探明的鈾礦儲(chǔ)量僅能支撐核電站運(yùn)行幾十年。

如果按照規(guī)劃大規(guī)模發(fā)展核電，必須從澳大利亞、哈薩克斯坦等國大量進(jìn)口鈾礦。這種依賴進(jìn)口的局面，讓能源安全存在巨大隱患。

正是這種資源困境，倒逼中國科學(xué)家開始尋找替代方案。內(nèi)蒙古白云鄂博礦區(qū)在開采稀土?xí)r，科研人員發(fā)現(xiàn)伴生著大量釷元素。

經(jīng)過詳細(xì)勘探，中國已探明的釷儲(chǔ)量達(dá)到28.6萬噸，占全球總量的三分之一。這個(gè)數(shù)字意味著中國在釷資源上的地位，相當(dāng)于沙特阿拉伯在石油領(lǐng)域的份量。

釷的能量密度更是驚人，中國科學(xué)院的計(jì)算表明，1噸釷完全裂變產(chǎn)生的能量，相當(dāng)于燃燒350萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，或者200噸鈾-235。

按照這個(gè)比例，中國現(xiàn)有的20萬噸釷儲(chǔ)量，理論上足夠14億人口使用2萬年。這個(gè)數(shù)字聽起來像天方夜譚，但背后有著扎實(shí)的科學(xué)依據(jù)。

更巧妙的是，釷與稀土產(chǎn)業(yè)形成了天然的協(xié)同效應(yīng)。中國稀土產(chǎn)量占全球70%以上，在提煉稀土元素的過程中，釷作為伴生產(chǎn)物可以同步分離出來。

這一分離過程幾乎不增加其他額外成本，這種一舉兩得的資源利用模式，讓釷的開發(fā)具備了經(jīng)濟(jì)可行性。

從被動(dòng)接受資源匱乏的現(xiàn)實(shí)，到主動(dòng)挖掘本土資源潛力，中國走出了一條獨(dú)特的能源轉(zhuǎn)型之路。

過去那些被視為負(fù)擔(dān)的放射性伴生礦，如今成了戰(zhàn)略資源。白云鄂博的釷礦從無人問津的廢料，搖身一變成為國家能源安全的重要保障。

這種轉(zhuǎn)變背后體現(xiàn)的是戰(zhàn)略思維的轉(zhuǎn)換，與其在鈾資源上與其他國家競爭，不如開辟全新的技術(shù)路線。中國科學(xué)家認(rèn)識(shí)到，資源劣勢(shì)有時(shí)反而能激發(fā)創(chuàng)新活力。

正如當(dāng)年石油短缺促使日本發(fā)展節(jié)能汽車技術(shù)，鈾資源不足也推動(dòng)中國在釷基核能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。

但擁有豐富的釷資源，只是萬里長征第一步。釷-232本身不能直接用于核反應(yīng)，需要通過中子轟擊轉(zhuǎn)化為鈾-233才能裂變。

如何建造一個(gè)安全高效的釷基反應(yīng)堆，成為擺在中國科學(xué)家面前的世界級(jí)難題。

釷基熔鹽堆并非中國首創(chuàng)，1965年，美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室就建成了世界第一座熔鹽實(shí)驗(yàn)堆，運(yùn)行了4年多時(shí)間。

但這個(gè)被寄予厚望的項(xiàng)目在1973年戛然而止。停止的原因很現(xiàn)實(shí)，700到800攝氏度的高溫熔鹽具有極強(qiáng)的腐蝕性。

當(dāng)時(shí)的材料技術(shù)無法解決設(shè)備被腐蝕的問題，加上成本居高不下，美國最終選擇了放棄。

中國在上世紀(jì)70年代也曾嘗試研發(fā)熔鹽堆技術(shù)，當(dāng)時(shí)的科研人員滿懷熱情，但很快發(fā)現(xiàn)國內(nèi)的工業(yè)基礎(chǔ)太薄弱。

連基本的耐高溫材料都造不出來，項(xiàng)目只能無奈擱置，這一擱置就是近乎40年。

2011年成為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，中國科學(xué)院將釷基熔鹽堆列為戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)的首位，集中全國最優(yōu)秀的科研力量攻關(guān)。

上海應(yīng)用物理研究所的團(tuán)隊(duì)接過了這個(gè)重任，他們面對(duì)的第一個(gè)難題就是材料，該用什么樣的合金能在800度高溫熔鹽中長期工作而不被腐蝕，成為了主要難題。

經(jīng)過數(shù)千次實(shí)驗(yàn)，科研團(tuán)隊(duì)終于研制出特殊的鎳基合金材料，這種材料在高溫熔鹽環(huán)境下能保持穩(wěn)定。使用壽命達(dá)到設(shè)計(jì)要求，

材料問題的突破，讓熔鹽堆從理論走向現(xiàn)實(shí)也在因此成為了可能。熔鹽堆的工作原理獨(dú)特而巧妙，釷-232和少量鈾-233混合后溶解在液態(tài)氟化鹽中，形成均勻的燃料溶液。

這種設(shè)計(jì)讓熔鹽同時(shí)扮演三個(gè)角色，燃料的載體、反應(yīng)的調(diào)節(jié)器、熱量的傳遞者。當(dāng)反應(yīng)過熱時(shí)，熔鹽會(huì)自然膨脹，原子間距增大，反應(yīng)速率自動(dòng)下降，實(shí)現(xiàn)自我調(diào)節(jié)。

安全性是熔鹽堆最大的亮點(diǎn)，傳統(tǒng)壓水堆需要150個(gè)大氣壓來維持運(yùn)行，一旦泄漏后果嚴(yán)重。熔鹽堆在常壓下工作，沒有爆炸風(fēng)險(xiǎn)。

更妙的是應(yīng)急設(shè)計(jì)，反應(yīng)堆底部安裝了冷凍塞，正常運(yùn)行時(shí)用風(fēng)扇吹冷保持固態(tài)。

一旦斷電或出現(xiàn)異常，冷凍塞自動(dòng)融化，熔鹽在重力作用下流入地下的應(yīng)急儲(chǔ)存罐，反應(yīng)立即停止。即使發(fā)生最壞的情況，熔鹽遇冷也會(huì)凝固成固體鹽塊，把放射性物質(zhì)牢牢封住。

廢料處理方面的優(yōu)勢(shì)同樣明顯，傳統(tǒng)核電站產(chǎn)生的乏燃料中，含有大量钚和其他超鈾元素，半衰期長達(dá)數(shù)萬年。

熔鹽堆產(chǎn)生的廢料只有傳統(tǒng)反應(yīng)堆的百分之一，而且主要是裂變產(chǎn)物，半衰期縮短到200至300年，這大大降低了廢料儲(chǔ)存的難度和成本。

甘肅武威的2兆瓦實(shí)驗(yàn)堆已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。從美國放棄到中國突破，這中間跨越了半個(gè)世紀(jì)。

中國不僅解決了材料腐蝕這個(gè)世界性難題，還在反應(yīng)堆設(shè)計(jì)、燃料循環(huán)、廢料處理等方面實(shí)現(xiàn)了全面創(chuàng)新。

傳統(tǒng)核電站必須建在大江大河邊，因?yàn)槊棵胄枰獛资畤嵥畞砝鋮s反應(yīng)堆。這個(gè)硬性要求讓核電站的選址受到極大限制，中國西部廣袤的內(nèi)陸地區(qū)基本與核電無緣。

釷基熔鹽堆的出現(xiàn)徹底改變了這個(gè)局面，它幾乎不需要水冷卻，戈壁、沙漠、高原都能成為建設(shè)地點(diǎn)。

甘肅武威的選址很有代表性，這里年降水量不足200毫米，蒸發(fā)量卻高達(dá)2000毫米，是典型的極度干旱地區(qū)。

過去這種地方被認(rèn)為毫無價(jià)值，現(xiàn)在卻成了熔鹽堆的理想場(chǎng)所。衛(wèi)星圖像清晰記錄著這片戈壁灘的變化，原本空曠的荒地上，廠房、道路、設(shè)備正在快速成型。

工人們?nèi)嗟棺鳂I(yè)，大型機(jī)械晝夜轟鳴，特殊的反應(yīng)堆部件從全國各地運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)。

按照國家能源局的規(guī)劃，2029年第一座商用熔鹽堆將正式發(fā)電，熱功率將達(dá)到60兆瓦。到2035年，全國將建成5到10座商業(yè)化熔鹽堆。

這些反應(yīng)堆不會(huì)像傳統(tǒng)核電站那樣集中在沿海，而是星羅棋布分布在西部各省。每座熔鹽堆都是一個(gè)獨(dú)立的能源中心，直接為周邊地區(qū)供電供熱。

熔鹽堆的應(yīng)用場(chǎng)景遠(yuǎn)超傳統(tǒng)想象，它可以輸出700攝氏度以上的高溫，這個(gè)溫度足以滿足鋼鐵冶煉、化工生產(chǎn)的需求。

鋼鐵企業(yè)不用再燒煤炭，化工廠可以用核能高溫直接制氫。中國科學(xué)院的研究顯示，用熔鹽堆的高溫?zé)崮苤茪�，成本比電解水制氫�?0%以上。

二氧化碳在高溫下與氫氣反應(yīng)可以生成甲醇，這為碳中和提供了新的技術(shù)路徑。

小型化和模塊化是熔鹽堆的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊的功率在10到100兆瓦之間，體積只有傳統(tǒng)核電站的幾分之一。

這種緊湊的設(shè)計(jì)讓它能裝進(jìn)集裝箱，通過公路或鐵路運(yùn)輸。偏遠(yuǎn)的邊防哨所、南海島礁、青藏高原的城鎮(zhèn)，都能用上穩(wěn)定的核能。

軍事應(yīng)用的潛力同樣巨大，新一代核潛艇和航母如果采用熔鹽堆，續(xù)航能力將得到質(zhì)的飛躍。

中國在新能源領(lǐng)域已經(jīng)建立起全方位優(yōu)勢(shì)，光伏組件產(chǎn)量占全球90%，風(fēng)電裝機(jī)容量世界第一，新能源汽車市場(chǎng)份額達(dá)到67.7%，儲(chǔ)能電池產(chǎn)能占全球85%。

熔鹽堆的加入，將補(bǔ)上核能這塊關(guān)鍵拼圖。從沿海的海上風(fēng)電，到西北的光伏基地，再到遍布內(nèi)陸的熔鹽堆，中國正在構(gòu)建一個(gè)覆蓋全境的清潔能源網(wǎng)絡(luò)。

國際能源署的專家評(píng)價(jià)說，中國在核能技術(shù)上另辟蹊徑的做法可能改寫全球能源格局。當(dāng)其他國家還在為鈾礦資源爭奪不休時(shí)，中國已經(jīng)在釷基核能的賽道上遙遙領(lǐng)先。

從戈壁灘上的實(shí)驗(yàn)堆到遍布全國的能源網(wǎng)絡(luò)，從被動(dòng)依賴進(jìn)口到主動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，可見在不久的將來，我國將在能源發(fā)展進(jìn)程中書寫一幅能源獨(dú)立的新篇章。

信源：俄羅斯衛(wèi)星通訊社 中國即將開建全球首座釷基熔鹽堆核電站

信源：澎湃新聞 自主第四代先進(jìn)核能研發(fā)迎重要節(jié)點(diǎn)：甘肅釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆獲運(yùn)行許可