很少有人知道,一種能讓電力更安全、更清潔、更持久的“未來能源”,正悄然在中國的戈壁灘上孕育——釷基熔鹽堆。它不像傳統核電那樣擔憂“熔堆”風險,遇事故時熔鹽會自動排入地下安全罐。
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它依托中國儲量位居世界前列的釷資源,能擺脫對進口鈾燃料的依賴;未來規模化應用后,還可能為居民用電、高耗能產業提供更穩定的成本預期,甚至成為“雙碳目標”下替代化石能源的關鍵力量。這份關乎億萬民生的能源藍圖,背后站著一位拓荒者,釷基熔鹽堆核能系統先導專項負責人——徐洪杰教授。
2025年9月14日8時15分,上海應用物理研究所發布的訃告打破了這份平靜:徐洪杰教授因病逝世,享年70歲。國際原子能機構官網罕見降半旗致哀,美國橡樹嶺國家實驗室前主任丹尼斯?霍金斯在社交媒體上直言“全球釷堆研究失去了指南針”,能源領域的從業者們紛紛擔憂。
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這個從2009年重啟、耗時16年建成全球唯一運行釷基熔鹽實驗堆的項目,會不會隨這位靈魂人物的離去而停擺?畢竟,從“文獻堆里找方向”到“戈壁灘上建堆芯”,徐洪杰始終是那個站在最前面的人。
2009年,剛帶領團隊用52個月建成上海光源的徐洪杰,接手了這個1971年因國力限制中斷的釷堆項目。彼時國內相關領域幾乎是“空白地帶”:美國橡樹嶺實驗室的熔鹽堆實驗已停運數十年,僅留下7000多份塵封的外文報告。國內既沒有專業研發團隊,也沒有成熟的實驗設備。
“能源安全是民生根本,再難也要啃下這塊硬骨頭。”徐洪杰帶著這句話,從清華、中科大等高校招來了第一批32名畢業生,剛拿到核物理博士學位的蔡翔舟就是其中之一。面試時那句“敢不敢去戈壁灘建反應堆”,不僅定下了蔡翔舟的科研方向,更開啟了兩代科學家的學術羈絆。
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團隊的成長浸透著實驗室的燈光與戈壁灘的風沙。徐洪杰推行“干中學、學中干”的模式,讓年輕人逐字研讀外文報告,再在實驗室里逐一復現驗證。短短兩年間,核心研發團隊就從最初的幾十人拓展到三四百人,加上跨單位協作人員,形成了總規模約750人的多學科研發集群。
2016年,蔡翔舟與徐洪杰聯合在《物理》雜志發表《釷基熔鹽堆核能系統》一文,首次系統闡述“釷鈾循環+液態燃料”的核心構想,這篇論文后來被國際同行稱為該領域的“中文參考范本”。
真正的考驗出現在2018年:高溫熔鹽對反應堆管道的腐蝕速率達到每年0.5毫米,遠超安全運行標準,若不解決,實驗堆的壽命可能不足5年。徐洪杰把這個“生死攸關”的難題交給蔡翔舟牽頭攻關。接下來的三個月里,蔡翔舟團隊在實驗室搭建了12套模擬裝置,測試了23種合金材料,最終研發出“鎳基合金+陶瓷涂層”的復合防護技術,將腐蝕速率降至每年0.02毫米以下,這個數據意味著管道壽命能滿足商用堆的長期運行需求。
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2023年10月11日,甘肅武威的戈壁灘上,2兆瓦液態燃料釷基熔鹽實驗堆(TMSR-LF1)首次達到臨界狀態——監控屏上的中子計數曲線穩步攀升,標志著堆芯開始持續裂變產熱。該堆于2024年6月17日首次達到滿功率運行,兩者間隔約8個月,標志著項目從實現自持核反應邁向穩定輸出設計功率的關鍵跨越。
從那天起,徐洪杰開始有意識地把更多決策權交給蔡翔舟:讓他主持實驗室年度會議,牽頭與中核集團對接工程落地細節,甚至在2024年11月的畢業生動員大會上,特意讓蔡翔舟先講解團隊未來規劃,自己則坐在臺下補充學術方向。他常對身邊人說:“關乎民生的能源項目,不能靠某一個人,要讓更多年輕人站到前面來。”
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徐洪杰逝世后,外界的擔憂持續了兩天。直到9月16日,上海應用物理研究所發布的萬字悼念長文里,一份他生前提筆的《TMSR技術藍皮書》首次公開——扉頁上清晰寫著“2030年前,推動100兆瓦級商用釷基熔鹽堆示范項目落地”,而藍皮書的編撰者署名處,蔡翔舟的名字緊隨徐洪杰之后。此時人們才明白,這位拓荒者早已做好了傳承的布局。
在蔡翔舟的帶領下,團隊正一步步把藍皮書的藍圖轉化為現實:稀土伴生釷的工業化提取成本,已從早期的150美元/公斤左右降至100美元/公斤以下,為商用堆奠定了經濟基礎;備受關注的10兆瓦電功率(熱功率60兆瓦)模塊化釷堆項目,2025年年內啟動破土動工,目前正處于前期籌備與設計優化階段;與俄羅斯庫爾恰托夫研究所的聯合研究按計劃推進,2026年將啟動釷鈾燃料循環跨國實驗。
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就連2025年8月國際原子能機構發布的《釷基熔鹽堆安全標準》,也大量采用了上海應物所提供的應急排鹽系統設計參數——這些數據,正是蔡翔舟團隊在徐洪杰指導下,用上千次實驗積累的成果。
時至今日,甘肅武威的釷基熔鹽實驗堆依舊穩定運行,連續安全運行超500天的紀錄仍在不斷刷新。沒有因核心人物的離去停滯,蔡翔舟已帶領團隊接過接力棒,所有工作都循著徐洪杰生前提筆的《TMSR技術藍皮書》穩步落地。
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