2025年11月，在甘肅省武威市的茫茫戈壁深處，由中國科學院上海應用物理研究所牽頭建成的2兆瓦液態(tài)燃料釷基熔鹽實驗堆，首次實現(xiàn)了釷鈾核燃料轉換，成為目前國際上唯一運行并實現(xiàn)釷燃料入堆的熔鹽堆。這意味著核能發(fā)電不僅可以燒鈾，燒釷也是可行的了。

這座矗立在戈壁灘上的實驗堆，核心是一鍋能在700攝氏度下保持穩(wěn)定的液態(tài)熔鹽，里面溶解著名為釷的銀色金屬。它采用的釷鈾循環(huán)，簡單來說就是讓天然釷-232吸收中子后轉化為易裂變的鈾-233，裂變過程中產生的中子再去轟擊更多的釷，形成一個可持續(xù)的閉式循環(huán)。

這個循環(huán)一旦跑通，就像打開了能源的“永動機”開關。這項成果在2026年3月入選了2025年度“中國科學十大進展”，與可控核聚變“億度”運行等前沿突破一同站在了國家基礎研究的最高領獎臺上。

很多人可能不知道，探明的鈾資源相對有限，但釷資源儲量約為30萬噸，廣泛分布在內蒙古、廣東、四川等23個省市。僅僅內蒙古包頭白云鄂博礦區(qū)的釷資源，就占全國探明總量的七成以上，遠景儲量預計超過30萬噸。

有專家測算過，如果把這些釷資源全部用來發(fā)電，足夠14億中國人使用近2萬年。這不是夸張，1噸釷裂變產生的能量，相當于350萬噸標準煤。這正是釷基熔鹽堆被稱為“無限能源”的底氣所在。

長期以來，人類使用的核電站大多是壓水堆，核燃料被做成固態(tài)芯塊封裝在燃料棒里。壓水堆存在兩個先天短板，一是對鈾資源依賴度高，二是在極端事故下存在堆芯熔毀的風險。

釷基熔鹽堆則從根本架構上改寫了規(guī)則。它將燃料化學溶解于高溫氟化鹽熔體中，以流動的液態(tài)形式在封閉回路中持續(xù)循環(huán)。因為燃料始終處于液態(tài)，反應堆可以不停堆在線補充燃料。萬一出現(xiàn)溫度異常，熔鹽受熱膨脹會讓裂變反應自動減速直至停止，從物理原理上杜絕了堆芯熔毀的可能。

戈壁灘上的這座實驗堆，從2011年項目立項到2025年實現(xiàn)釷鈾轉換，走了整整14年。起步階段幾乎是從零開始，一缺技術、二缺條件、三缺團隊。更大的挑戰(zhàn)來自選址。受福島核事故影響，不少地方對核設施心存疑慮。

從福建、江蘇到山東、青海，團隊跑遍了大半個中國，最終才在武威紅沙崗鎮(zhèn)的戈壁荒灘落了戶。武威園區(qū)建設初期，缺水少電，團隊住在附近小旅館、搭伙在施工隊。許多骨干年駐園時間超過300天，從2019年到2024年，除了大年初一，園區(qū)全年無休。

在技術攻堅層面，科研團隊攻克了困擾國際核能界數(shù)十年的材料腐蝕、燃料轉化等核心難題。熔鹽堆內部是高溫、強腐蝕、中子輻照并存的極端環(huán)境，對結構材料的要求極為苛刻。

上海應物所聯(lián)合撫順特鋼等企業(yè)組建產學研團隊，從2011年起攻關核心材料GH3535合金，最終實現(xiàn)了關鍵結構材料的自主可控。團隊還采用了一體式堆本體創(chuàng)新設計，將堆芯、燃料鹽泵、換熱器等核心設備集成于反應堆主容器內，從結構上降低了放射性泄漏風險。

比攻克技術本身更值得關注的，是這項技術的應用前景。釷基熔鹽堆最大的亮點之一是安全性大幅提升。它不需要大量水來冷卻，可以部署在戈壁、荒漠等缺水地區(qū)，拓展了核電站的選址范圍。

同時，釷燃料燃燒得特別徹底，產生的長壽命核廢料只有傳統(tǒng)壓水堆的千分之一。這意味著核廢料填埋的壓力將大幅降低，核電對環(huán)境的影響也會顯著減小。有專家指出，這項技術在理論層面上甚至可以“吃掉”其他反應堆產生的核廢料，把它們變成相對安全的短壽命物質。

放眼全球，各國都在爭搶“無限能源”的制高點。美國能源部核聚變年度預算常年穩(wěn)定在七八億美元左右，而我國在核聚變領域的投入已是世界其他地區(qū)總和的兩倍。美國釷基熔鹽堆的研究起步很早，20世紀60年代橡樹嶺國家實驗室就建成了全球首個液態(tài)燃料熔鹽實驗堆，但最終因為材料腐蝕等技術瓶頸以及軍備競賽背景下的路線轉向而擱淺。

比爾·蓋茨投資的核聚變初創(chuàng)公司Type One Energy于2026年1月向美國監(jiān)管機構提交了“無限一號”原型堆的建設許可申請，但原型裝置調試運行的目標時間定在了2029年，比中國釷基熔鹽實驗堆的突破晚了整整4年。在釷基熔鹽堆這條賽道上，中國已經(jīng)實現(xiàn)了從跟跑到領跑的跨越。

釷基熔鹽堆的應用場景遠比想象中廣闊。它可以與高溫熔鹽儲能、高溫制氫、太陽能、風能等形成多能互補的低碳復合能源系統(tǒng)。未來，戈壁灘上的這座反應堆不僅能發(fā)電，還能為鋼鐵、化工等難減排行業(yè)提供高溫熱源，助力制氫成本進一步下降。

按照“實驗堆—研究堆—示范堆”的三步走戰(zhàn)略，甘肅武威的實驗堆只是一個起點。示范堆的建設已經(jīng)在規(guī)劃之中，從實驗走向工業(yè)應用的時間表正在一步步清晰。

當然，釷基熔鹽堆距離大規(guī)模商用還有一段路要走。實驗堆的功率是2兆瓦，而一個商業(yè)化電站的規(guī)模通常在幾百兆瓦甚至上千兆瓦，功率放大的過程還面臨諸多工程技術挑戰(zhàn)。

材料在長期高溫腐蝕環(huán)境下的服役壽命需要進一步驗證，燃料循環(huán)的閉環(huán)運行還需要更多實驗數(shù)據(jù)支撐。但2025年11月的那次釷鈾轉換，已經(jīng)證明了這條路走得通。一座戈壁深處的實驗堆，正在悄然改寫全球能源格局。

朋友們，你們怎么看？當一座不需要大量冷卻水的核反應堆在戈壁灘上安穩(wěn)運行，當“開稀土送釷”讓燃料成本大幅降低，當我國的能源安全不再受制于鈾資源的對外依存度，這不僅是技術上的突破，更是戰(zhàn)略上的主動。

從“貧鈾富釷”的資源稟賦，到“換道超車”的技術路徑，再到“2萬年”的能源保障，釷基熔鹽堆正在為中國打開一扇通往能源獨立的嶄新大門。