你敢信嗎，人類(lèi)搞了八十年核能，到現(xiàn)在用的還是“浪費(fèi)到離譜”的路子，原子核里藏的能量，連1%都沒(méi)能挖出來(lái)。更頭疼的是，現(xiàn)在主流用的鈾資源，不光儲(chǔ)量少還被卡脖子，咱們國(guó)內(nèi)產(chǎn)量只能滿(mǎn)足不到五分之一需求，2040年需求直接飆升到四萬(wàn)多噸，風(fēng)險(xiǎn)真的離我們不遠(yuǎn)。

其實(shí)早在七十年前美國(guó)人就想到換燃料，結(jié)果半路放棄了項(xiàng)目。這個(gè)被他們遺棄的方向，現(xiàn)在成了中國(guó)手里一張沉甸甸的王牌。這個(gè)很多人聽(tīng)都沒(méi)聽(tīng)過(guò)的新燃料，名字叫釷。

釷在元素周期表排第90號(hào)，名字來(lái)源是北歐神話(huà)的雷神，聽(tīng)起來(lái)就自帶力量感。地殼里釷的儲(chǔ)量是鈾的三到四倍，理論上一噸釷的發(fā)電量，頂200噸鈾或者350萬(wàn)噸優(yōu)質(zhì)煤。

中國(guó)已探明的釷儲(chǔ)量超過(guò)30萬(wàn)噸，排世界第二，僅次于印度。更爽的一點(diǎn)是，釷本來(lái)就是稀土礦的伴生品，是咱們開(kāi)采稀土的時(shí)候天然帶出來(lái)的副產(chǎn)品。全球六成以上稀土都在咱們這加工，之前這些釷都當(dāng)廢料堆著，這不等于在家門(mén)口挖出了隱形金礦。

為啥全世界沒(méi)一窩蜂跟著搞釷呢？核心問(wèn)題還是難度太高。釷-232本身沒(méi)辦法直接裂變，得先吸收一個(gè)中子轉(zhuǎn)成鈾-233才能用，這個(gè)轉(zhuǎn)化過(guò)程工程難度拉滿(mǎn)，必須要有特殊的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)才能撐住。

這種特殊的反應(yīng)堆，就是釷基熔鹽堆。最早搞這個(gè)研發(fā)的還是美國(guó)人，上世紀(jì)五十年代美國(guó)空軍有個(gè)相當(dāng)瘋狂的計(jì)劃，要造能一直飛不降落的核動(dòng)力轟炸機(jī)，能在對(duì)手頭頂盤(pán)旋好幾個(gè)月隨時(shí)投彈。

傳統(tǒng)的水冷固體燃料堆太笨重，根本塞不進(jìn)飛機(jī)肚子，所以科學(xué)家把目光轉(zhuǎn)向了液態(tài)燃料的熔鹽堆。1965年，美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室真的建成了人類(lèi)第一座能成功運(yùn)行的釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆，還平穩(wěn)運(yùn)行了四年，技術(shù)上已經(jīng)被證明完全可行。

誰(shuí)知道沒(méi)過(guò)多久洲際彈道導(dǎo)彈搞出來(lái)了，美國(guó)人發(fā)現(xiàn)按個(gè)按鈕就能把核彈頭送到位，犯不著費(fèi)這么大勁搞核動(dòng)力飛機(jī)。直接砍了項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)，散了團(tuán)隊(duì)，一堆研究論文鎖進(jìn)檔案柜，就此被埋了半個(gè)多世紀(jì)。

美國(guó)人的創(chuàng)新體制真的很擅長(zhǎng)從0到1搞突破，可從1到N的工程化苦活累活，往往沒(méi)人愿意接，畢竟短期看不到收益，資本和軍方都不想投錢(qián)。這種情況在美國(guó)也不是第一次，之前的超導(dǎo)超級(jí)對(duì)撞機(jī)、后續(xù)航天飛機(jī)項(xiàng)目都難逃這個(gè)命運(yùn)。

而咱們這邊，剛好最擅長(zhǎng)啃這種需要長(zhǎng)期投入的硬骨頭。其實(shí)早在上世紀(jì)七十年代，咱們就嘗試過(guò)釷核能的研究，那時(shí)候國(guó)力弱，連基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)條件都湊不齊，沒(méi)能往下推。

2011年，中科院把釷基熔鹽堆列為戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)，整合了十多家國(guó)內(nèi)頂尖院所一起聯(lián)合攻關(guān)，實(shí)打?qū)嵉娜σ愿巴皼_。很多人好奇，為啥咱們?cè)敢饨o這個(gè)項(xiàng)目押這么大的注？

說(shuō)出來(lái)你可能不信，釷基熔鹽堆幾乎解決了傳統(tǒng)核電所有的痛點(diǎn)。傳統(tǒng)核電站用水冷卻，一旦冷卻系統(tǒng)出問(wèn)題斷水，堆芯溫度失控，就是切爾諾貝利、福島那樣的災(zāi)難。

釷基熔鹽堆用氟化鹽做冷卻介質(zhì)，全程常壓運(yùn)行，壓力和咱們?nèi)粘４目蛷d差不多，根本不會(huì)發(fā)生蒸汽爆炸。光這一點(diǎn)，就直接把核電的安全邏輯徹底改了。

它還有個(gè)特別巧妙的被動(dòng)安全設(shè)計(jì)，反應(yīng)堆底部有個(gè)凍結(jié)塞，正常運(yùn)行的時(shí)候靠外部冷卻保持固態(tài)。萬(wàn)一出事斷電了，凍結(jié)塞會(huì)自動(dòng)融化，液態(tài)熔鹽靠重力自己流進(jìn)預(yù)設(shè)的儲(chǔ)罐，很快冷卻凝固，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)直接就停了。

燃料都溶解在熔鹽里，凝固之后均勻包裹在鹽塊里，根本不會(huì)漏出去污染環(huán)境，等于自帶了一套全自動(dòng)滅火加自動(dòng)封裝系統(tǒng)。哪怕是最極端的事故，也就地上多了一坨凝固的鹽塊，沒(méi)別的危害。

安全問(wèn)題解決了，選址的問(wèn)題也就迎刃而解。咱們現(xiàn)在的核電站全都建在沿海，就是因?yàn)樾枰罅亢Ｋ鋮s。釷基熔鹽堆不需要那么多水，西北內(nèi)陸干旱地區(qū)也能建。

對(duì)于咱們這種能源需求越來(lái)越大，內(nèi)陸省份長(zhǎng)期靠煤電的國(guó)家來(lái)說(shuō)，這種選址自由的戰(zhàn)略?xún)r(jià)值，怎么說(shuō)都不過(guò)分。2017年，甘肅武威和中科院簽約，在民勤縣建釷基熔鹽堆項(xiàng)目，總投資220億元。

民勤就在騰格里沙漠邊上，年降水量不到120毫米，是咱們國(guó)家最干旱的地方之一。在沙漠里建核電站，擱十年前真的沒(méi)人敢想。2019年，世界首臺(tái)縮比熔鹽仿真堆在這里建成，核心就是搞定了關(guān)鍵的合金材料。

當(dāng)年美國(guó)人搞熔鹽堆，開(kāi)發(fā)了哈氏合金N型來(lái)對(duì)抗高溫和氟鹽腐蝕，他們放棄項(xiàng)目之后，這套技術(shù)就被束之高閣。咱們從公開(kāi)的論文里重建了技術(shù)路線，還加了納米氧化物彌散強(qiáng)化技術(shù)，做出來(lái)的新合金，抗腐蝕和強(qiáng)度都比美國(guó)人的原版還好。

從別人遺棄的資料里挖出寶貝，還靠著自己的手藝做得比原來(lái)更好，這簡(jiǎn)直就是咱們中國(guó)科技追趕的經(jīng)典模板。咱們真正的優(yōu)勢(shì)也不只是釷礦多，是咱們有全球最完整的工業(yè)門(mén)類(lèi)，還有規(guī)模最大的工程師隊(duì)伍。

從合金冶煉到氟化鹽提純，從反應(yīng)堆設(shè)計(jì)到核級(jí)閥門(mén)制造，每個(gè)環(huán)節(jié)都有成熟的產(chǎn)業(yè)鏈撐著，這才是咱們能從實(shí)驗(yàn)室走到工程化的真正底氣。這塊技術(shù)吃透了，不光民用核電能解決鈾資源卡脖子的問(wèn)題，還直接給核動(dòng)力航母、核動(dòng)力大型船舶掃清了核心障礙。

之前韓國(guó)媒體都忍不住感嘆，現(xiàn)在常規(guī)船舶市場(chǎng)已經(jīng)拼不過(guò)咱們，等咱們的核動(dòng)力大型船舶推出來(lái)，他們不光有技術(shù)代差，連買(mǎi)都買(mǎi)不到相關(guān)技術(shù)，根本沒(méi)法競(jìng)爭(zhēng)。畢竟核動(dòng)力系統(tǒng)受核不擴(kuò)散條約限制，根本不可能像普通柴油機(jī)那樣隨便在國(guó)際市場(chǎng)采購(gòu)。

美國(guó)在冷戰(zhàn)狂熱里種下了釷基熔鹽堆的種子，又因?yàn)閼?zhàn)略短視親手拔掉了它。半個(gè)世紀(jì)過(guò)去，咱們從落灰的檔案和論文里把這顆種子找出來(lái)，用自己的稀土礦、自己的工業(yè)體系、自己的舉國(guó)科研力量，把它培育成了快要結(jié)果的大樹(shù)。

技術(shù)本身沒(méi)有國(guó)籍，也沒(méi)有保質(zhì)期，它只會(huì)站在愿意沉下心堅(jiān)持到底的那一邊。等2029年甘肅沙漠里那座核電站滿(mǎn)功率運(yùn)行的那天，不知道當(dāng)年美國(guó)那些搞研發(fā)的老科學(xué)家，會(huì)發(fā)出什么樣的感嘆。他們當(dāng)年點(diǎn)燃的火種沒(méi)有熄滅，只是換了一塊大陸燃燒，還燒得比他們當(dāng)年設(shè)想的還要旺。

參考資料：人民日?qǐng)?bào) 我國(guó)釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)研發(fā)取得重要進(jìn)展