2025年底，美國《紐約客》雜志發(fā)表了一篇題為《美國如何給了中國核能優(yōu)勢》的文章，字里行間滿是惋惜之情。文章透露，美國曾以為中國出資幾百萬美元合作研究熔鹽堆技術(shù)是當(dāng)“冤大頭”，沒想到十多年后，中國不僅在戈壁灘上建成了全球唯一運(yùn)行的釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆，還反超美國領(lǐng)先十年。

中國戈壁灘上的釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆園區(qū)

當(dāng)年美國人自信滿滿地認(rèn)為中國只能學(xué)到皮毛，如今卻不得不承認(rèn)，那個(gè)被他們親手放棄的核能技術(shù)，正被中國發(fā)展成為未來能源的王牌。

美國舊圖紙，中國新起點(diǎn)

故事要追溯到1965年。美國田納西州橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室，一臺名為MSRE的反應(yīng)堆正滿功率運(yùn)行。這就是熔鹽堆技術(shù)的“祖師爺”。

橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室

數(shù)據(jù)顯示，這臺機(jī)器采用氟化鹽冷卻劑，成功運(yùn)行了將近五年，證明了液態(tài)燃料循環(huán)和釷資源利用的可行性。實(shí)驗(yàn)室主任阿爾文·溫伯格堅(jiān)信這是未來能源的鑰匙，他甚至樂觀地預(yù)測人類將因此獲得幾萬年都用不完的能源。

然而，這位“核能太子”的命運(yùn)很快被改寫。1970年代，冷戰(zhàn)思維主導(dǎo)了美國能源政策。與能夠生產(chǎn)核武器材料钚的液金屬快中子增殖堆相比，熔鹽堆缺乏軍事應(yīng)用價(jià)值，逐漸失寵。

“氫彈之父”愛德華·泰勒后來評價(jià)美國這一選擇為“一個(gè)可以原諒的錯(cuò)誤”。

愛德華·泰勒

與此同時(shí)，通用電氣和西屋電氣等公司正大力推廣輕水堆技術(shù)。這種技術(shù)從核潛艇移植而來，商業(yè)化程度高，能夠快速盈利。在政治和資本的雙重壓力下，美國政府最終終止了熔鹽堆項(xiàng)目。1973年，溫伯格被解職，熔鹽堆技術(shù)被封存進(jìn)積灰的檔案袋。

時(shí)間跳到2011年。美國能源部與中國科學(xué)院簽署了一份關(guān)于熔鹽堆技術(shù)的合作備忘錄。

表面上這是技術(shù)合作，實(shí)則雙方各取所需。金融危機(jī)后，美國大幅削減科研經(jīng)費(fèi)。橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室守著價(jià)值連城的技術(shù)資料，卻連重啟實(shí)驗(yàn)的電費(fèi)都掏不起。中國此時(shí)帶著資金出現(xiàn)，正好解了美方的燃眉之急。

美國人的算盤打得很精：讓中國出錢驗(yàn)證技術(shù)，自己保住核心知識產(chǎn)權(quán)。在他們眼中，中國科研人員最多只能看懂技術(shù)皮毛，因?yàn)槿埯}堆涉及極端高溫材料學(xué)、流體力學(xué)等尖端科技。

根據(jù)協(xié)議，中方出資約500萬美元，在橡樹嶺建設(shè)高溫熔鹽測試回路。這筆錢與其說是購買技術(shù)，不如說是付給美國老專家的“知識搶救費(fèi)”。

沒有中國的資金，這項(xiàng)技術(shù)可能就真失傳了。美國科學(xué)家霍爾科姆后來坦言道。

中國工程師在橡樹嶺像海綿一樣吸收著技術(shù)細(xì)節(jié)，而美國專家則自信地認(rèn)為中國人難以突破工程化難題。

當(dāng)美國人的熔鹽堆還停留在PPT階段時(shí)，中國已經(jīng)在甘肅武威的戈壁灘上劃出了一片實(shí)驗(yàn)場地。

這里地處騰格里沙漠邊緣，自然條件惡劣，卻是中國核能技術(shù)的絕佳試驗(yàn)場。2017年11月，中國科學(xué)院與甘肅省政府簽署TMSR項(xiàng)目戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，計(jì)劃在2020年建成實(shí)驗(yàn)堆。

中國團(tuán)隊(duì)面臨的最大挑戰(zhàn)是材料腐蝕問題。高溫熔鹽像熔巖一樣，能腐蝕大多數(shù)金屬材料。國際上公開的最好水平，材料每年也要被腐蝕掉約20微米。對于需穩(wěn)定運(yùn)行幾十年的反應(yīng)堆來說，這無疑是致命缺陷。

通過與中國科學(xué)院金屬所、山西煤化所以及國內(nèi)制造企業(yè)協(xié)同攻關(guān)，中國科研人員成功研發(fā)出新型鎳基合金GH3535，將腐蝕率降至每年2微米。

2023年6月，中國釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆獲得運(yùn)行許可證；2024年6月，首次達(dá)到滿功率運(yùn)行；2024年10月，完成世界上首次熔鹽堆加釷實(shí)驗(yàn)。

從“學(xué)生”到“老師”的角色轉(zhuǎn)換

2025年11月，中國科學(xué)院宣布，釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆成功實(shí)現(xiàn)釷鈾核燃料轉(zhuǎn)換，成為全球唯一運(yùn)行并實(shí)現(xiàn)釷燃料入堆的熔鹽堆。

實(shí)現(xiàn)釷鈾循環(huán)意味著我們能夠?qū)⒌厍蛏蟽α控S富的釷資源有效利用起來。上海應(yīng)物所所長戴志敏表示，這創(chuàng)造出了一條全新、可持續(xù)的核燃料供應(yīng)途徑。

如今，中國熔鹽堆技術(shù)的整體國產(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。相比之下，美國的明星企業(yè)Kairos Power直到2024年才在田納西州破土動工建設(shè)示范堆。

角色的互換充滿了歷史諷刺。當(dāng)年美國老專家教中國學(xué)生基礎(chǔ)知識，如今美國科學(xué)家想了解熔鹽堆的運(yùn)行數(shù)據(jù)，可能需要買機(jī)票來中國參觀。

《麻省理工科技評論》不禁感嘆：“半個(gè)世紀(jì)前源自橡樹嶺的美國科學(xué)家的夢想，正在幾千英里外的中國實(shí)現(xiàn)�！�

釷基熔鹽堆的價(jià)值不僅在于發(fā)電，更在于其多重顛覆性應(yīng)用潛力。

與傳統(tǒng)核電站相比，熔鹽堆具有固有安全性。它常壓運(yùn)行，無需像高壓鍋一樣擔(dān)心爆炸。一旦溫度過高，核反應(yīng)會自動下降直至停止。設(shè)計(jì)中還有“冷凍閥”等安全措施，異常情況下可將熔鹽排入緊急排放罐，從根本上杜絕嚴(yán)重事故。

中國釷資源儲量居世界第二，與稀土資源伴生。對鈾資源進(jìn)口依賴度超過70%的中國來說，釷基熔鹽堆是實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立的戰(zhàn)略利器。

熔鹽堆的高溫特性還打開了更多應(yīng)用場景。它能提供700攝氏度以上的高溫?zé)嵩�，可高效制取“綠氫”。在軍事領(lǐng)域，小巧的熔鹽堆能為核潛艇提供動力，優(yōu)化內(nèi)部空間，顯著提升靜音性能和潛航時(shí)間。

更令人興奮的是太空應(yīng)用。月球表面晝夜溫差高達(dá)300度，熔鹽堆本身能在700度高溫下運(yùn)行，其廢熱還能將零下180度的月壤熔化成建材，為未來月球基地建設(shè)提供解決方案。

國家戰(zhàn)略背后的“冷板凳”精神

中國熔鹽堆技術(shù)的快速突破，源于國家戰(zhàn)略的持續(xù)支持和科研人員的長期堅(jiān)守。

在上海應(yīng)物所，研究人員對熔鹽堆材料的某一力學(xué)指標(biāo)連續(xù)監(jiān)測了56011個(gè)小時(shí)，相當(dāng)于6年多�！拔覀円牙鄯e全世界最長時(shí)間的熔鹽堆材料力學(xué)性能數(shù)據(jù)，這才有底氣做各種設(shè)計(jì)上的創(chuàng)新�！辈牧涎芯坎恐魅吸S鶴飛表示。

往返上海和甘肅的“候鳥式”生活已成為上海應(yīng)物所人員的常態(tài)。2023年，該所駐場超過100天的有100余人，超過200天的20余人，最長達(dá)294天。

在實(shí)驗(yàn)堆建設(shè)的關(guān)鍵時(shí)刻，熔鹽管道突發(fā)凍堵，工作人員堅(jiān)守在45攝氏度的現(xiàn)場，最終解決問題。

2017年動工，2023年臨界，2024年滿功率運(yùn)行，2025年實(shí)現(xiàn)釷鈾轉(zhuǎn)換——中國熔鹽堆技術(shù)按“三步走”戰(zhàn)略穩(wěn)步推進(jìn)。中國計(jì)劃在2035年建成百兆瓦級示范堆并實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。

如今，美國初創(chuàng)公司Kairos Power的示范堆才剛剛開始建設(shè)，而中國已經(jīng)開始規(guī)劃2030年的商業(yè)化示范項(xiàng)目。美國專家分析，即便美國現(xiàn)在全力追趕，在工程化和商業(yè)化方面也至少落后中國十年。

當(dāng)年那些戴著護(hù)目鏡在橡樹嶺實(shí)驗(yàn)室記錄數(shù)據(jù)的美國科學(xué)家們不會想到，半個(gè)世紀(jì)后，真正的繼承者會在東方大地的戈壁灘上繼續(xù)他們未竟的事業(yè)。

技術(shù)可以轉(zhuǎn)讓，但國運(yùn)無法復(fù)制。當(dāng)美國人把科研當(dāng)作生意時(shí)，中國人正把技術(shù)當(dāng)作生命線。