在全球能源版圖上,掌握“無(wú)限能源”的技術(shù),無(wú)疑為國(guó)家贏得了舉足輕重的地位。曾幾何時(shí),中國(guó)在鈾礦資源上的匱乏,讓核能發(fā)展之路顯得步履維艱,命脈似乎被緊緊握在他國(guó)手中。然而,這一局面在甘肅戈壁灘上發(fā)生了翻天覆地的變化,一項(xiàng)曾被西方國(guó)家長(zhǎng)達(dá)半個(gè)世紀(jì)未能攻克的技術(shù),在這里實(shí)現(xiàn)了連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
這一突破不僅為我國(guó)開(kāi)辟了新的能源路徑,更是在全球能源博弈中為中國(guó)贏得了一席之地。專(zhuān)家們紛紛表示,這項(xiàng)技術(shù)的能源儲(chǔ)量足以支撐我國(guó)使用兩萬(wàn)年之久。那么,中國(guó)究竟是如何克服重重困難,搶先美國(guó)建造出這一“無(wú)限能源”的呢?
長(zhǎng)久以來(lái),全球核電幾乎全部依賴(lài)于鈾燃料循環(huán)。然而,中國(guó)作為一個(gè)能源大國(guó),卻在鈾資源上捉襟見(jiàn)肘,長(zhǎng)期依賴(lài)進(jìn)口。這不僅讓我國(guó)能源命脈受制于海外供應(yīng)鏈,還面臨著價(jià)格波動(dòng)和供應(yīng)瓶頸的風(fēng)險(xiǎn)。然而,大自然似乎為我們開(kāi)啟了另一扇門(mén)——雖然鈾礦貧瘠,但中國(guó)的釷儲(chǔ)量卻驚人地豐富,占全球近三分之一。
尤其在內(nèi)蒙古白云鄂博等稀土礦區(qū),釷幾乎成為了開(kāi)采稀土的“副產(chǎn)品”。只要稀土產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,釷的供應(yīng)就有了天然保障??茖W(xué)家曾算過(guò)一筆賬:一噸釷裂變釋放的能量,相當(dāng)于350萬(wàn)噸煤或200噸鈾-235。而中國(guó)已探明的釷儲(chǔ)量高達(dá)28.6萬(wàn)噸,若全部開(kāi)采,這些儲(chǔ)量足夠14億人口使用兩萬(wàn)年。
面對(duì)如此豐富的釷資源,中國(guó)的目光自然而然地轉(zhuǎn)向了“釷基熔鹽堆”技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)曾是美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在20世紀(jì)70年代因材料科學(xué)瓶頸和冷戰(zhàn)時(shí)期對(duì)軍事核能的偏愛(ài)而放棄的。然而,它卻在物理原理上徹底消除了傳統(tǒng)核電站面臨的高壓風(fēng)險(xiǎn)。傳統(tǒng)壓水堆如同一個(gè)巨型高壓鍋,固態(tài)燃料棒浸在高壓水中,冷卻依賴(lài)水循環(huán),時(shí)刻懸著失水導(dǎo)致堆芯熔毀、高壓引發(fā)爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。而“熔鹽堆”則完全不同,它告別了高壓容器,燃料本身就是液態(tài),釷-232與少量引燃用的鈾-233溶解在七百多攝氏度的液態(tài)氟化鹽中。
熔鹽堆在常壓下運(yùn)行,其被動(dòng)安全設(shè)計(jì)堪稱(chēng)精妙。當(dāng)熔鹽溫度異常升高時(shí),它會(huì)自然膨脹,核反應(yīng)速率隨之自動(dòng)降低,實(shí)現(xiàn)“自我降溫”。而反應(yīng)堆底部的固態(tài)鹽“冷凍塞”更是關(guān)鍵,一旦突發(fā)斷電等極端情況導(dǎo)致系統(tǒng)過(guò)熱,這個(gè)塞子會(huì)自行熔化,攜帶核燃料的全部熔鹽在重力作用下自動(dòng)流入下方的應(yīng)急儲(chǔ)存罐,反應(yīng)隨即終止,全程無(wú)需人為干預(yù)。熔鹽堆幾乎不消耗水,冷卻僅靠自身熔鹽循環(huán),這一特性打破了核電站的地理束縛。
中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)迎難而上,攻克了高溫液態(tài)鹽強(qiáng)腐蝕性等核心技術(shù)難題,研制出能夠長(zhǎng)期抵抗高溫熔鹽侵蝕的特種鎳基合金,為反應(yīng)堆核心部件披上了“金鐘罩”。同時(shí),在熔鹽凈化和在線分離技術(shù)上也取得了關(guān)鍵進(jìn)展。2025年6月24日,中國(guó)科學(xué)家宣布位于甘肅省武威市的釷基熔鹽實(shí)驗(yàn)堆實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,這是人類(lèi)在第四代核電技術(shù)上邁出的關(guān)鍵一步,也是全球目前唯一運(yùn)行中的釷基熔鹽堆。這項(xiàng)技術(shù)一旦成熟,其潛力將遠(yuǎn)超發(fā)電本身,能夠穩(wěn)定輸出超過(guò)700攝氏度的高溫,成為強(qiáng)大的“能源多面手”,廣泛應(yīng)用于鋼鐵、化工等高耗能工業(yè),甚至為未來(lái)的氫能經(jīng)濟(jì)和二氧化碳轉(zhuǎn)化提供動(dòng)力。