我国在第四代核电技术方面已成为全球引领者，除了使用高温气冷堆技术的石岛湾核电站，我国在熔盐堆技术上也已取得突破，即将建设全球首座钍基熔盐堆核电站。

近期，中科院上海应用物理研究所发布消息，将于2025年开始建设10兆瓦电功率小型模块化钍基熔盐堆项目，设计最大热功率60MWt，预计将于2029年实现临界并满功率运行。

该反应堆与此前的核电反应堆有着明显的不同，使用的核燃料是钍，而不是人们很熟悉的铀或者钚，钍在地球上的储量要比铀或者钚高，特别是我国，钍的储量高居世界第二，如果都用来发电，足够我国使用2万年！

以前核能发电使用的最主要核燃料就是铀-235，这是因为它更容易发生裂变，在受到慢中子撞击后会分裂，同时还会释放出2-3个中子，这些中子又会继续撞击其他的铀-235原子核，这也就是通常说的“链式反应”。

但是这些分裂出的中子具有很高的能量，这使它们的“速度”加快，难以撞击到原子核，这就需要通过加入减速剂来调整中子的速度，此前基本都是用石墨、轻水、重水来作为减速剂，这也就是轻水反应堆、重水反应堆这些名字的由来。

减速剂还有一项重要的作用，就是要携带反应堆产生的热能，推动蒸汽轮机，从而发电，但无论是轻水还是重水，在这一过程中都难免会带有放射性物质，有可能在一些特殊情况下造成核污染。

而钍基熔盐堆则是将钍-232与熔盐（高温液态的盐）混合，形成高温下的“液态核燃料”，这些燃料在发生核裂变反应的同时，只需通过一个管道，就可以流经蒸汽轮机，将自身产生的热能传导给蒸汽轮机，从而实现发电。

也就是说，钍基熔盐堆当中，核燃料本身就承担起了能量转换的任务，不需要再有重水或轻水等减速剂、冷却剂来进行能量传导，这就避免了核燃料对外部的污染。

钍-232本身是不容易发生裂变的，但它在捕获中子后会变成钍-233，经过两次衰变后，就会成为很容易裂变的铀-233，此时再用中子进行碰撞，就可以持续产生裂变。

所以利用钍进行裂变反应，需要首先添加一些铀-235，作为钍-232捕获中子的来源，在产生铀-233之后，铀-233的裂变就又会产生中子，裂变反应就可以持续进行下去。

那么，钍基熔盐堆又有哪些优势呢？

核电技术自从诞生以来，安全性就成为人们关注的焦点，此前的切尔诺贝利核电站事故，以及日本福岛的核电站事故，都让人心有余悸。

钍基熔盐堆作为第四代核电技术，首先就是在安全性上超过了此前的核电站，以前的反应堆都需要用“堆芯”来装载核燃料，一旦发生意外，比如停电，堆芯产生的热量就无法排出，就会熔毁甚至爆炸，造成严重的事故。

而钍基熔盐堆不存在这个问题，核燃料的堆芯其实就是一条管道，结构简单，而且燃料本身在不停的和蒸汽轮机进行热交换，燃料就是冷却剂，自然也不存在温度过高引发危险的可能。

而且钍基熔盐堆产生的核废料很少，放射性更低、半衰期更短，后处理也就更加安全，不像传统反应堆产生的核废料存在核扩散风险。

以前的核电站，由于需要大量的水，所以往往会选择在有充沛水资源的区域建造，但钍基熔盐堆不需要，理论上它可以建在任何地方，哪怕是10米深的地下，也没有问题，反而可以抵御不确定的外来攻击风险。

钍基熔盐堆的发电效率很高，可以达到45%到50%，远高于以前的轻水反应堆，同时由于体积较小，适合建成拥有高功率的小型反应堆，更加经济。

钍基熔盐堆产生的热量除了发电以外，还具有多种用途，比如与市政供暖管道接通，就可以提供民用取暖的热量，还可帮助工业制造，比如制氢、甲烷重整等。

再有就是，钍资源的储量十分丰富，不必担心缺少核燃料，特别是对于我国，铀的储量很少，以前大多需要进口，而我国钍的储量则非常丰富，已探明的就有28万吨，仅次于印度，这些资源足够我国使用。

既然钍基熔盐堆有这么多优点，为何直到现在才开始使用，其他国家难道没有相关的研究？

核裂变被发现以后，人们首先想到的就是军事用途，原子弹也因此而产生，作为武器，自然要选择最容易触发核裂变的燃料，所以铀就成了首选。

科学家并非没有发现钍也可以作为核燃料，早在二战刚结束的时候，美国就开始了这方面的研究，只不过他们是考虑将钍基反应堆运用到飞机上，造出核动力轰炸机。

但后来随着洲际导弹技术的成熟，用常规燃料就可以实现远程飞行，核动力轰炸机项目也就搁浅了，钍基反应堆的研究就此中断。

到上世纪60年代，美国再次对钍基反应堆进行了研究，而且取得了一定的成果，但随着冷战的深入，美国希望更多的将核能运用到军事上，由于钍基反应堆很难武器化，所以这项研究再次被中断。

我国在1970年的时候，启动了一项叫做“728工程”的项目，由上海原子核研究所对突击反应堆进行研究，但到了1972年，该项目的研究方向转到了轻水反应堆方面，钍基反应堆也就不了了之。

出现这种情况，主要和当时的世界格局以及社会背景有关系，直到21世纪以后，钍基反应堆才再次被人们重视起来。

这是因为，人们已经发现了传统核反应堆的一些缺陷，从而提出了第四代核电技术的概念，希望在安全性、经济性、发电效率等方面实现进一步提升。

2000年，美国牵头成立了第四代核能系统国际论坛（GIF），我国也于2007年加入该论坛，共同研究第四代核电技术。

国际公认的研究方向包括了钠冷快堆、铅冷快堆、气冷快堆、超临界水堆、高温气冷堆和熔盐堆，我国主要以气冷快堆和熔盐堆为研究方向，并且接连取得了突破，而且在钠冷快堆方面也走在世界前列。

2023年，我国已经在甘肃武威市建设了一座小型实验性的钍基熔盐堆，并取得了运行许可证，在此基础上，才计划在2025年建设未来可商用的堆型。

第四代核电技术，应当是人类在攻克可控核聚变之前，最具有应用潜力的能源技术，预计在2030年前后，该技术将会逐步普及商用，我国的能源将会得到有力的保障。

参考资料：

界面新闻：《中国将建造全球首座钍基熔盐堆核电站》

澎湃新闻：《全球最大核动力集装箱船来了！15-20年更换一次“电池”》