一種銀白色金屬，蘊藏于中國北方廣袤大地，或?qū)⒅厮苋蚰茉礄?quán)力格局。這就是釷基能源，，一噸釷相當于350萬噸的煤，中國手中的下一張“稀土級”戰(zhàn)略王牌！

01

釷基能源革命

“一塊拳頭大小的釷金屬，能為倫敦供電1星期。”諾貝爾物理學(xué)獎獲得者卡洛·魯比亞曾這樣描述釷的巨大能源潛力。在甘肅民勤的釷基熔鹽堆實驗基地，這一愿景正走向現(xiàn)實。

2025年10月，甘肅武威民勤縣的荒漠中，一座不起眼的實驗堆完成了改變世界能源格局的關(guān)鍵一步——由中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所牽頭的2兆瓦液態(tài)燃料釷基熔鹽實驗堆首次實現(xiàn)釷鈾核燃料轉(zhuǎn)換。

這是人類歷史上首次獲取釷入熔鹽堆運行后的實驗數(shù)據(jù)，標志著中國成為全球唯一運行并實現(xiàn)釷燃料入堆的國家。

與此同時，美國特朗普政府正積極促成一家美國企業(yè)介入哈薩克斯坦未開發(fā)的鎢礦項目，試圖擴大美國關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)。但面對中國在釷資源和技術(shù)上的雙重優(yōu)勢，西方國家的焦慮日益加深。

02

從實驗室到產(chǎn)業(yè)化的跨越

熔鹽堆作為第四代核能系統(tǒng)的代表，其技術(shù)優(yōu)勢令人矚目：它使用高溫熔鹽作為冷卻劑，具有固有安全、無水冷卻、常壓工作和高溫輸出等特點。

當反應(yīng)堆溫度過高時，底部的安全塞會自動熔化，核燃料隨即流進應(yīng)急儲存罐，徹底避免了類似切爾諾貝利和福島的堆芯熔毀風(fēng)險。

2011年，中國科學(xué)院啟動“未來先進核裂變能——釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)”戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項，拉開了中國釷基能源研發(fā)的序幕。經(jīng)過十余年攻關(guān)，近百家國內(nèi)科研機構(gòu)、高等院校和產(chǎn)業(yè)集團協(xié)同創(chuàng)新，攻克了設(shè)計、關(guān)鍵材料與設(shè)備研制等系列技術(shù)難題。

2020年1月，實驗堆開工建設(shè)；2024年6月首次實現(xiàn)滿功率運行；2024年10月完成世界首次熔鹽堆加釷實驗。這一系列里程碑事件背后，是中國科研團隊實現(xiàn)了核心材料、裝備與技術(shù)從實驗室研發(fā)到工程驗證的重大跨越。

目前實驗堆整體國產(chǎn)化率超過90%，關(guān)鍵核心設(shè)備100%國產(chǎn)化，供應(yīng)鏈完全自主可控。中國釷基熔鹽堆相關(guān)技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈的雛形已基本形成，為2035年建成百兆瓦級示范工程奠定了堅實基礎(chǔ)。

03

徹底杜絕核能噩夢

2011年福島核事故中，冷卻系統(tǒng)失效導(dǎo)致堆芯熔化的場景，成為全球核電的“噩夢”，而釷基熔鹽堆的設(shè)計從根本上解決了這一隱患。

其核心是“被動安全”設(shè)計——當系統(tǒng)檢測到溫度異常或動力中斷時，堆底的應(yīng)急排鹽閥會自動打開，高溫熔鹽依靠重力流入地下的安全罐中。

這些安全罐采用特殊混凝土澆筑，能承受1200℃高溫，熔鹽流入后會迅速凝固，衰變熱通過空氣自然冷卻即可消解，無需人工干預(yù)

“就算發(fā)生極端事故，放射性物質(zhì)也會被牢牢鎖在罐中，不會擴散到環(huán)境中?！?/strong>核安全專家張偉解釋道。

核廢料處理難題也被大幅緩解。傳統(tǒng)鈾基反應(yīng)堆產(chǎn)生的高放射性核廢料，半衰期長達數(shù)萬年，需深埋地下隔離。

而釷基熔鹽堆產(chǎn)生的高放射性核廢料僅為鈾基堆的10%，且毒性衰減周期從數(shù)萬年縮短至300年。

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大地賜予的能源王牌

中國在釷資源領(lǐng)域的優(yōu)勢首先來自大自然的饋贈。數(shù)據(jù)顯示，中國釷儲量超過140萬噸，占全球四分之三以上，這一比例甚至高于中國稀土在全球的占比（36%-48.9%）。

在內(nèi)蒙古包頭白云鄂博礦區(qū)，7萬噸釷被當作“下腳料”堆放在尾礦壩中，與1.5億噸尾礦相伴。據(jù)原包頭市稀土研究院院長馬鵬起測算，僅該礦區(qū)的釷礦資源就足以支撐中國能源需求5000年。

更令人驚嘆的是釷的能量密度。1噸釷裂變產(chǎn)生的能量相當于200噸鈾，或350萬噸煤炭。

內(nèi)蒙古已探明的22萬噸釷礦，足夠14億中國人使用數(shù)千年；若將全國140萬噸的釷儲量全部利用，可支撐中國能源需求近2萬年。這種能源密度的戰(zhàn)略價值，在化石能源日益枯竭的今天顯得尤為珍貴。

05

超越稀土的博弈籌碼

釷資源的戰(zhàn)略意義不僅在于其能源價值，更在于它可能改變?nèi)蚰茉吹鼐壵胃窬?。美國過去通過掌控海上能源通道來牽制中國，但隨著中國手握釷這張超級能源牌，未來可能不再依賴油氣進口，使美國的海上封鎖戰(zhàn)略效果大打折扣。

中國核工業(yè)地質(zhì)局專家孟艷寧等人的研究指出，中國釷資源潛力巨大，尤其巖漿型和熱液型釷資源潛力最大，但多與稀土、鈾、稀有金屬元素共伴生。這意味著中國在開采稀土?xí)r，釷作為伴生礦一同產(chǎn)出，提煉成本較低。

這種資源特性為中國提供了獨特的戰(zhàn)略優(yōu)勢。中國在稀土分離提純領(lǐng)域已占據(jù)全球87%的市場份額，形成了強大的技術(shù)壁壘。而釷資源與稀土的伴生關(guān)系，使中國在開發(fā)稀土的同時就能獲取釷資源，形成資源開發(fā)的協(xié)同效應(yīng)。

美國早在上世紀五十年代就研究過釷，橡樹嶺國家實驗室還建過實驗堆，但由于技術(shù)難題和冷戰(zhàn)戰(zhàn)略調(diào)整而擱置。如今美國自身釷礦不多，提煉技術(shù)也受限；印度雖有一定儲量，但缺乏成熟技術(shù)，難以形成規(guī)模。中國在釷資源和技術(shù)上的雙重優(yōu)勢，使其在這場新能源競賽中占據(jù)了獨特地位。

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全球競賽中的領(lǐng)跑者

中國在釷基熔鹽堆技術(shù)上的突破，使其成為全球釷能開發(fā)的領(lǐng)跑者。目前，中國不僅擁有全球最豐富的釷資源，還實現(xiàn)了技術(shù)突破，成為唯一能穩(wěn)定運行釷基熔鹽堆的國家。

這一成就的背后是中國十余年系統(tǒng)性的研發(fā)布局。中科院金屬研究所已研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的GH3535合金，其耐熔鹽腐蝕、抗氧化以及物理、力學(xué)等各項性能，均達到或超過了國外同類合金水平。

根據(jù)中科院制定的“核能中長期發(fā)展路線圖”，中國在釷基核能系統(tǒng)方面計劃分三步走：2015年前加強基礎(chǔ)研究和技術(shù)攻關(guān)；2020年和2030年前后分別完成10兆瓦原型堆和100兆瓦示范堆；最終在2040年前后進入商業(yè)化階段。而此次實驗堆的成功，使這一路線圖從藍圖轉(zhuǎn)化為清晰的“施工圖”。

釷基熔鹽堆技術(shù)的應(yīng)用前景廣闊。它可與太陽能、風(fēng)能、高溫熔鹽儲能、高溫制氫、煤氣油化工等產(chǎn)業(yè)深度融合，構(gòu)建多能互補低碳復(fù)合能源系統(tǒng)。在甘肅的釷熔鹽堆，未來大規(guī)模推廣后電價有望降至每度5分錢，還能用于制造“綠氫”，供給新能源汽車。

07

誰在“惦記”中國的釷？

釷資源的發(fā)現(xiàn)與利用正迅速成為大國戰(zhàn)略競爭的新前沿。美國雖然早在1950-60年代就曾研究釷反應(yīng)堆，但后來因武器優(yōu)先考慮而選擇了鈾路線，如今在釷技術(shù)領(lǐng)域已相對落后。2023年全境無釷分離產(chǎn)能，完全依賴進口，其消費的釷化合物價值僅92.1萬美元。

美國國防部已通過采購協(xié)議支持本土稀土和磁材企業(yè)，如MP Materials，試圖重建關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)鏈。中國釷礦消息傳出后，美國不少議員反應(yīng)強烈，智庫機構(gòu)連夜召集閉門會議，評估這一發(fā)現(xiàn)對全球能源格局的長期影響。

印度作為全球釷儲量最豐富的國家（占全球25%），長期推進釷基核能研究，但技術(shù)進展緩慢，尚未實現(xiàn)釷反應(yīng)堆商業(yè)化。印度的三階段核能計劃旨在最終實現(xiàn)釷的利用，但目前仍處于第二階段。

歐盟已將釷列為關(guān)鍵原材料，但缺乏規(guī)模化資源與提取能力。歐洲在核能技術(shù)方面擁有深厚積累，但面對中國的釷突破，不得不重新評估自己的戰(zhàn)略定位。

更深遠的影響在于，釷基核能技術(shù)正成為中國在“一帶一路”倡議中的一張閃亮名片。多個發(fā)展中國家已與中國簽署技術(shù)合作備忘錄，期待借助中國的技術(shù)和資源優(yōu)勢，共同開發(fā)釷基核能。這種合作模式正在亞非拉地區(qū)形成星火燎原之勢。

釷資源的開發(fā)不僅關(guān)乎技術(shù)突破，更將重塑全球能源地緣政治格局。

中國對釷資源的掌控能力令人聯(lián)想到其在稀土領(lǐng)域的地位——中國擁有全球80%的稀土精煉產(chǎn)能，并主導(dǎo)鋰、鈷等其他關(guān)鍵礦產(chǎn)的生產(chǎn)。這種控制力不僅帶來經(jīng)濟效益，更成為地緣政治工具。2010年中日領(lǐng)土爭端期間，中國突然限制稀土對日出口，引發(fā)全球市場震動。近年來，在中美貿(mào)易緊張中，北京也將其在稀土領(lǐng)域的主導(dǎo)地位作為戰(zhàn)略武器。

釷資源可能成為中國新的地緣政治杠桿。目前中國鈾進口依存度超過70%，對海外鈾資源的依賴使中國在能源安全上面受制于人。而豐富的釷儲量可能改變這一局面，使中國在能源領(lǐng)域獲得更大自主權(quán)。

然而，釷技術(shù)的推廣仍面臨挑戰(zhàn)。技術(shù)上，高溫熔鹽對管道材料的腐蝕問題、核廢料的后續(xù)處理方式等難點尚待完全解決。政治上面，中美競爭背景下，中國在釷能源上的進展可能引發(fā)技術(shù)圍堵、市場限制等反制措施。

此外，國際核不擴散體系也面臨新挑戰(zhàn)。盡管釷燃料循環(huán)本身具有“防擴散”特性，其副產(chǎn)品鈾-232會增加武器級材料提取難度，但國際原子能機構(gòu)仍需要調(diào)整監(jiān)管框架，將釷納入核材料管控體系。

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點評

推開新能源世界大門

縱觀全球，美國正在加速布局關(guān)鍵礦物供應(yīng)鏈，印度執(zhí)著于自己的釷技術(shù)路線，歐盟將釷列為關(guān)鍵原材料卻難掩資源短板。而中國已經(jīng)在這片新戰(zhàn)場上構(gòu)筑了從資源到技術(shù)的全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢。

未來能源世界的版圖正在重塑，當其他國家還在為有限的油氣資源爭奪時，中國已經(jīng)悄然打開了下一扇能源大門。這場沒有硝煙的戰(zhàn)爭最終贏家，很可能就是那些能夠?qū)①Y源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為技術(shù)標準和國家實力的參與者。

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壹零社：用圖文、視頻記錄科技互聯(lián)網(wǎng)新鮮事、電商生活、云計算、ICT領(lǐng)域、消費電子，商業(yè)故事?！吨袊W(wǎng)》每周全文收錄；中國科技報刊100強；2021年微博百萬粉絲俱樂部成員；2022年抖音優(yōu)質(zhì)科技內(nèi)容創(chuàng)作者