前段時間的甘肅武威,一鏟奠基土落下,全球能源史被悄然改寫——這里開工建設的10兆瓦釷基熔鹽研究堆,計劃2030年實現首次臨界,滿功率運行需在臨界后經1-2年調試周期,未來規模化運營后,民用電度電成本有望降至0.05元,還能同步實現50兆瓦制氫輸出。這個數字足以讓每個家庭震驚:當前全國居民用電均價約0.45元/度,工業用電普遍在0.6-0.8元/度,未來的電價可能只是現在的九分之一,一個普通三口之家每月電費或許能從百元出頭,直接降到十幾元。
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誰能想到,中國曾在釷基熔鹽堆技術上遠遠落后。早年間,美國橡樹嶺國家實驗室雖開展過相關試驗,卻因技術瓶頸于上世紀70年代放棄,我國的研究也因種種原因停滯近20年。轉折點出現在2011年,時任中科院上海應用物理研究所所長的徐洪杰研究員,在上海光源項目——當時亞洲最大同步輻射裝置剛進入穩定期時,毅然選擇轉向。這位深耕核技術領域30余年的科學家,此前已牽頭完成上海光源等多個國家級大科學工程,卻在知天命之年挑戰“冷門”領域。為推動“釷基熔鹽堆核能系統”先導專項立項,他帶領團隊用半年時間完成數十份技術論證報告,跑遍中科院多家研究所爭取支持,最終使我國成為全球首個重啟這一前沿領域的國家。
重啟之路滿是挑戰。2012年團隊初建時,幾十人擠在臨時倉庫辦公,設備多是二手或員工自帶,不少人聽說“美國都放棄的技術”后選擇離職。徐洪杰騎著自行車跑遍清華、西安交大等高校,用“能源安全”的長遠價值打動青年學者,甚至自掏腰包為團隊購置實驗記錄本。
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為解決熔鹽腐蝕設備這一核心難題,他帶隊走訪航天科技集團、中科院金屬研究所等多家單位,推動跨界合作研發特種合金,僅用3年就突破熔鹽容器材料國產化技術。2017年武威實驗堆動工,遭遇強沙塵暴,剛搭建的鋼架被吹傾斜,已年過六十的徐洪杰第一個沖進風沙,和科研人員手拉手護住設備,風沙過后他的眼鏡片全是劃痕,卻笑著說“設備沒事就好”。
徐洪杰每年在戈壁待超150天,白天泡在施工現場盯進度,晚上和年輕科研人員擠在宿舍改方案,連春節都常守在堆體旁。2024年6月17日,2兆瓦實驗堆首次滿功率運行,監控屏上數據穩定的瞬間,所有人都紅了眼——徐洪杰這時才發現,當天正是中國第一枚氫彈爆炸57周年,他哽咽著對團隊說:“咱們沒給老一輩核人丟臉。”
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如今的突破遠超預期。武威2兆瓦實驗堆2023年10月實現首次臨界,2024年10月完成世界首次熔鹽堆加釷實驗,國際核學會理事會(INSC)專家遠程觀看后,發來賀電稱“中國用自主技術讓釷堆從理論走向實用”。更關鍵的是,從過濾熔鹽雜質的納米碳化硅濾器,到可穩定運行的熔鹽凈化系統,核心技術100%國產化,連曾放棄釷堆研究的美國橡樹嶺實驗室,都專程來中國交流技術細節。截至2025年9月,該2兆瓦實驗堆累計穩定運行時長已突破1.3萬小時,且運行時段均為關鍵技術驗證階段的連續工況,數據可靠性獲行業認可。
支撐這一切的,是中國獨有的資源優勢。內蒙古白云鄂博礦區探明釷儲量超28萬噸,僅包頭地區的儲量按我國當前年能源消費量測算,就夠支撐全國能源需求2萬年,而我國已探明鈾儲量僅能支撐百年左右。釷的能量密度更驚人:1噸釷完全裂變釋放的能量,相當于350萬噸標準煤,未來10兆瓦堆每年消耗的釷量僅需十幾公斤,若用煤發電,得靠上萬輛卡車運輸。安全性也顛覆認知:液態氟鹽燃料泄漏后會自動凝固,反應堆常壓運行,從根源上避免傳統核電的高壓風險。
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當中國堆體穩定運行時,美印等國紛紛加快追趕。美國2025年向愛達荷國家實驗室投入1.2億美元專項基金攻關釷燃料技術,印度巴巴原子研究中心也在推進燃料球研發,卻在公開報告中坦言“技術進度落后中國5年以上”。目前全球已有美、印、法、俄、加拿大等5-6個國家加速推進釷基熔鹽堆研發,但中國的領先優勢清晰可見——我們的2兆瓦實驗堆運行數據積累量,遠超其他國家同類裝置。
最讓老百姓期待的,是這項技術對生活的改變。當前測算顯示,釷堆發電綜合成本已低至0.29元/度,不到當前煤電平均成本的一半,未來規模化后民用電價奔著0.05元去。甘肅已有化工企業啟動堆體700℃高溫余熱利用試點,通過預處理原料實現能耗成本顯著下降,終端產品價格相應降低。未來,電動汽車充電100公里成本可能不到2元,北方冬季集中供暖費用或能減半。沙特、阿聯酋等中東國家已通過國際能源合作渠道,表達對中國釷堆技術的關注,希望探索適合沙漠地區的能源合作模式。
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2030年首次臨界的日子越來越近,0.05元一度電的未來不再遙遠。從徐洪杰團隊的戈壁堅守,到核心技術的全面自主,這份領先世界的突破,值得每個中國人自豪。
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