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用钍发电,美国60年没整明白,中国14年搞定,直接开辟核电新赛道

今日新闻 2025年11月05日 03:52 2 admin

11月1号,中国科学院发布了一条重磅消息,中国成功实现了钍铀核燃料转换实验。简单来讲,就是以前用铀发电的燃料堆,现在变成了用“钍基熔盐堆”发电。

“钍”读作“土”,是一种金属,放射性比较弱。从本质上来讲,钍基熔盐堆也是通过裂变反应产生的热量发电,属于核电的一种。

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但与传统的铀燃料棒不同,“钍基熔盐堆”不用大量冷却水,可以极大的减少环境风险和核电站的运营成本。

更重要的是,目前全球范围内,只此一家,不管是美国还是俄罗斯,都不掌握相关技术,因此中国完全可以借助“钍基熔盐堆”实现在核电领域的弯道超车。

但鲜为人知的是,其实“钍基熔盐堆”,早在60年前,美国人就搞出来了,然而到现在却依旧没能用它发电,反倒是2011年才重点立项的中国,在14年间实现了弯道超车。

那么,为何1965年就研究出“钍基熔盐堆”的美国,反而让中国领先了呢?

“钍基熔盐堆”的优势

要搞清楚上面的问题,首先要具体了解一下,“钍基熔盐堆”相比于铀反应堆的优势。

网上有个冷笑话,说人类科技发展到现在,依旧处于“烧开水”的水平。这一点在核电领域,体现的非常明显。

核能发电,听上去很高大上,但它的本质,就是通过核原子的裂变,产生巨量的热量,然后用这些热量烧水,驱动蒸汽轮机发电。

相比于传统的水电,煤电来说,核能发电有很多优势,但也有一个最明显的弊端,那就是安全和污染方面的威胁。

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核电站

此前日本核电站泄漏产生的核污水,以及由此带来的一系列问题,就是对此最佳的表现。

而核电站可能产生的核污染,主要就两个方面,第一是反应堆熔化产生污染。

典型的例子就是苏联时代的切尔诺贝利,最后逼得苏联人顶着辐射,用人命当消耗品,浇筑了一个巨厚的混凝土壳子,彻底把它埋起来了,才算有限的防止了污染继续扩散。

第二则是用来冷却反应堆的循环水,收到核污染,比如日本福岛核电站泄漏产生的污染水。

这两个方面的污染,本质上其实是一回事,那就是铀反应堆一旦遇到意外,很容易高温熔化,带来核污染。

这个时候“钍基熔盐堆”的优势就体现出来了,作为一种核燃料,钍的放射性远弱于铀,更重要的是它的裂变反应,在熔盐堆之中完成,根本不需要冷却水,这自然就避免了冷却水污染的问题。

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日本福岛核电站的污染水

除此之外,熔盐反应堆还有个非常突出的优势,那就是负反应。

简单来讲,正常的铀燃料堆发电,一旦冷却系统出了问题,铀原子不断裂变产生高热量,高热量会持续堆叠下去,这就像一个没有透气口的高压锅,越烧越危险。

但钍基熔盐堆不同,它用液态熔盐作为冷却方式,温度太高之后反应就自动停止了,这就等于天然给核反应堆装了一个保险。

正是因为这种明显的优势,所以才说这次中国“钍基熔盐堆”的成功试验,是开辟核电新赛道的重磅消息。

那么,这么好的东西当年美国研究出来之后,为何放弃了呢?

不能造核弹的“弊端”

凡事皆有利弊,钍基熔盐堆虽然在安全性上面更具优势,但它也有个弊端,那就是非常依赖材料科学。

钍基熔盐堆具有高腐蚀性,必须研究特制的耐腐蚀材料,才能确保整个钍基熔盐堆的安全运行。

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国产核电站

而材料这个东西,属于基础科学,想要取得突破本身就很困难。

更重要的是,钍基熔盐堆相比于铀燃料堆来说,还有一个“劣势”,那就是不能用来造核弹。

“钍”的性能比“铀”稳定多了,如果把它作为核电燃料的主要研发方向,那就意味着美国得开两条核能研发的路线。

一条专门用于发电,一条则专门用于改进核武器。

美国弄出钍基熔盐堆,是在1965年左右,那时冷战正激烈,美苏古巴导弹危机过去没多久,当时的美国核苏联为了压过对方,正不择手段的制造更多核武器。

这种背景下,一种核电燃料研究能不能跟核武器研究结合起来,就非常重要。

通俗一点说,美国认为既然可以在研究核武器的时候,顺便就把核电所用的铀反应堆研究出来,那何必费尽心思地搞一个新的核能发电研究呢?

铀又不是不能发电,铀反应堆可能遇到地问题,也有相应的解决方案。只要不像苏联那样出现重大失误,或者不像日本那样把核电站建立在地震带上,那基本安全还是能保证的。


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正是在这种军事为先,民用次之的思路之下,美国虽然高出了钍基熔盐堆,但由于其所带来的腐蚀性等问题不好解决,于是被美国主动放弃了。

后面的这60年,他们根本就没有认真研究这个问题,自然也就不可能取得突破了。

那么,中国为何在2011年,又把钍基熔盐堆列入重点项目,并于最近取得突破了呢?

卡脖子难题

客观上来讲,中国之所以发力钍基熔盐堆,其实也是被逼得。

一方面作为一个石油能源严重依赖进口的国家,中国对能源安全的敏感,远不是美俄等国能比。

尤其是美国动不动要锁死马六甲,切断中国石油进口通道的背景下,中国只能尽可能的发力清洁能源。

而核能就是清洁能源的一种。

但核能发电,现在主流的还是“铀反应堆”,中国为何非要开辟新赛道,研究“钍基熔盐堆”呢?

其实很简单,铀我们也很少。作为一种可以制造战略武器的稀有金属,铀在全球的储量本来就很少,其中大部分还在俄罗斯、非洲的一些国家。

这导致中国每年都需要进口铀,虽然眼下中俄关系很好,但我们也不可能一直从俄罗斯进口铀原材料用于发电。

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核电所用特殊材料

这些因素叠加起来,就促使中国必须找到铀之外的,可以用于发电的反应堆技术。

那为什么“钍基熔盐堆”这套被美国放弃的思路,却被中国捡起了呢?

其实很简单,因为钍这种金属,中国储量巨大,更重要的是它是稀土生产冶炼过程之中的自然产物,你只要精炼稀土,就会有“钍”被当成“杂质”分离出来。

一方面是需要进口的铀,一方面是自家远远不断产生的“钍”,中国选择功课“钍基熔盐堆”技术的相关难题,包括材料问题,也就不难理解了。

从这个意义上说,这次中国能在核电领域弯道超车,简直是天时地利人和集于一身了。

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