近日，由中国科学院上海应用物理研究所牵头建成的2兆瓦液态燃料钍基熔盐实验堆近日首次实现钍铀核燃料转换，在国际上首次获取钍入熔盐堆运行后实验数据，成为目前全球唯一运行并实现钍燃料入堆的熔盐堆，初步证明了熔盐堆核能系统利用钍资源的技术可行性。

钍基熔盐堆：“流动的核能”

钍基熔盐堆（Thorium Molten Salt Reactor, TMSR）代表了第四代核能系统的前沿方向，其核心是一种“流动的核能”。它以储量丰富的钍作为燃料基础，其同位素钍-232在堆内吸收中子后，可经过一系列衰变转化为高效裂变材料铀-233，从而实现“钍-铀”燃料循环增殖。这一过程使得钍这一天然金属得以高效利用，为解决未来能源需求提供了新的可能。

在技术实现上，钍基熔盐堆摒弃传统压水堆的固体燃料棒和水冷却剂，而是将核燃料直接溶解于高温熔融的氟化盐中，形成一体化的液态燃料。使反应堆在接近常压条件下运行，从根本上规避了高压爆炸风险。在能量转换路径上，携带核燃料的熔盐在堆芯发生裂变反应后，流经主换热器将热量传递给二回路，最终通过三回路的水或超临界二氧化碳推动汽轮机发电。其高达700℃的运行温度，不仅提升了发电效率，也为高温制氢、化工供热等非电应用开辟了广阔前景。

为何钍基熔盐堆被视为战略性能源选项？

1.资源自主：钍储量丰富，摆脱依赖

我国铀矿资源有限，对外依存度高，而钍的探明储量却极为丰富。仅内蒙古白云鄂博矿区伴生的钍资源，据估算即可支撑我国数千年能源需求。更关键的是，这些钍资源多为稀土开采的副产品，可实现“一矿两用”，兼具经济性与战略价值。

2.本质安全：没有堆芯熔毁，没有高压爆炸

TMSR采用非能动安全理念：堆芯熔盐在高温下保持液态，而一旦温度超过设定限值，堆底“冷冻塞”将自动熔化，所有液态燃料全部排入应急储存罐，核反应即刻停止。此外，熔盐在常温下会凝固成固体，极大降低了泄漏与扩散风险。

3.环境友好：核废料少、半衰期短

相比传统反应堆，钍基熔盐堆产生的长寿命放射性废物大幅减少，其废料体积约为现有堆型的千分之一，放射性危害持续时间也显著缩短。同时，钍–铀燃料循环难以用于武器级材料生产，具备天然防核扩散属性。

4.选址灵活：摆脱“依水而建”

传统核电站严重依赖水源进行冷却，而TMSR可使用空气或其他介质冷却，使其可在内陆干旱地区建设。甘肃武威的实验堆正是这一优势的例证，也为我国中西部能源开发提供了新路径。

走向商业化：我们仍需跨越哪些障碍？

尽管前景广阔，钍基熔盐堆要实现大规模商用仍面临多重挑战：

材料腐蚀难题：高温氟化盐具有强腐蚀性，加上中子辐照环境，对管道与容器材料提出了极高要求。研发耐腐蚀、抗辐照的结构材料是当前攻关重点。

关键材料制约：钍–铀转化依赖锂-7作为中子增殖介质，而高纯度锂-7的获取受限于产能与国际条约，成为燃料循环的“卡脖子”环节。

经济性与规模挑战：目前实验堆功率仅为2MW，与主流三代机组百万千瓦级别差距巨大。从实验堆、示范堆到商用堆，需要跨越技术集成、成本控制与产业链配套等多重门槛。

未来路径：从实验堆到清洁能源系统关键一环

我国已制定钍基熔盐堆“实验堆–研究堆–示范堆”三步走战略。根据规划，力争在2035年前建成百兆瓦级示范工程，推动技术迭代与能源体系融合。

未来，钍基熔盐堆不仅可作为基荷电力来源，更有望与风电、光伏等可再生能源协同，构建“核能–绿氢–化工”多能互补系统，成为实现“双碳”目标的重要支撑。