介紹728工程 : 科技發(fā)展和強(qiáng)軍建設(shè)是硬道理

文︱關(guān)品方

筆者有幾位自然科學(xué)家教授，一直關(guān)心國內(nèi)的728工程，認(rèn)為國防科技發(fā)展才是強(qiáng)國建設(shè)的硬道理。728工程項(xiàng)目有釷基熔鹽堆，筆者認(rèn)為值得向攻讀STEM的高中學(xué)生重點(diǎn)介紹。

728工程是中國1970年代啟動(dòng)的核能研發(fā)項(xiàng)目，最初目標(biāo)是研發(fā)釷基熔鹽堆（TMSR）。釷基熔鹽堆是以釷（thorium）為燃料的熔鹽堆，是冷卻劑第四代先進(jìn)核能系統(tǒng)，具有高效、安全、核廢料少等優(yōu)勢。

1970年2月8日，中國啟動(dòng)“728工程”，最初目標(biāo)是研制25兆瓦釷基熔鹽堆，作為中國核能研究的起點(diǎn)之一。1971年，上海團(tuán)隊(duì)建成零功率冷態(tài)熔鹽堆并達(dá)到臨界點(diǎn)，驗(yàn)證了技術(shù)的可行性。但是，受限于當(dāng)時(shí)科技與經(jīng)濟(jì)水平，工程后續(xù)轉(zhuǎn)向輕水反應(yīng)堆開發(fā)，但當(dāng)年的科技突破，已為后續(xù)重啟釷基熔鹽堆研究奠定了基礎(chǔ)。

40年后（2011），中科院正式啟動(dòng)“釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)（TMSR）”專項(xiàng)研究，計(jì)劃在2030年前實(shí)現(xiàn)商業(yè)應(yīng)用。筆者過去15年來一直有關(guān)注這方面的進(jìn)展，可惜公開報(bào)導(dǎo)的資料甚少。

如今筆者找到以下的公開資料，并無國家機(jī)密。河西（黃河以西）走廊在甘肅省，有四個(gè)城市，敦煌、張掖、酒泉和武威。TMSR示范項(xiàng)目（總投資220億元人民幣）已坐落甘肅武威，標(biāo)志著項(xiàng)目已進(jìn)入工程化階段。

首先，要知道釷基熔鹽堆的技術(shù)原理與優(yōu)勢。其核心原理是以重原子《釷-232》為燃料，通過中子吸收生成《鈾-233》，形成可持續(xù)的“釷—鈾燃料循環(huán)”。利用高溫熔鹽（如氟鹽）作為冷卻劑，反應(yīng)堆在常壓下運(yùn)行可以無需高壓容器。關(guān)鍵技術(shù)突破在怎樣制備高純度的釷鹽。2023年，中國攻克了99.999%純度的釷氟鹽純化工藝。去年通過驗(yàn)證，2兆瓦液態(tài)燃料實(shí)驗(yàn)堆首次實(shí)現(xiàn)了“釷—鈾”轉(zhuǎn)換，獲取了全球獨(dú)家運(yùn)行數(shù)據(jù)。

本項(xiàng)目的核心優(yōu)勢在安全性 : 運(yùn)用無水冷卻設(shè)計(jì)，避免爆炸風(fēng)險(xiǎn)；熔鹽在高溫下可自動(dòng)凝固，堵塞泄漏。中國的釷儲(chǔ)量豐富（探明儲(chǔ)量在世界前列），可以緩解對鈾資源的依賴。本項(xiàng)目的核廢料半衰期較短（大約只有300年），放射性的毒性顯著低于傳統(tǒng)的核反應(yīng)堆。本項(xiàng)目更具多功能互補(bǔ)性，高溫輸出（700°C以上）可與制氫、化工等產(chǎn)業(yè)耦合，有多重溢出效益。

結(jié)論是 : 中國作為全球首個(gè)實(shí)現(xiàn)釷基熔鹽堆工程化驗(yàn)證的國家，計(jì)劃2030年后可以全面推廣為商業(yè)應(yīng)用。釷基熔鹽堆與其他第四代核反應(yīng)堆的技術(shù)對比起來，優(yōu)勢明顯，可在民用（電力能源）和軍用（彈射能力）方面雙拳出擊。

釷基熔鹽堆是核反應(yīng)堆的優(yōu)化，是“728工程”的內(nèi)容之一。“728工程”與周恩來和聶榮臻有關(guān)。釷基熔鹽堆因?yàn)閮?yōu)點(diǎn)明顯，早在上世紀(jì)60年代，中國已開始對它進(jìn)行研究并取得了某些重要進(jìn)展。周總理因此對這項(xiàng)目給予高度重視和支持，多次聽取項(xiàng)目匯報(bào)，并親自協(xié)調(diào)工作。國防科技領(lǐng)域的研發(fā)由聶榮臻掛帥。釷基熔鹽堆（和 “728 工程”）由一批當(dāng)時(shí)隱姓埋名的科學(xué)家、工程師和領(lǐng)導(dǎo)集體負(fù)責(zé)具體實(shí)施。代號“728”，是因?yàn)樵?970年2月8日立項(xiàng)。

周總理是中國核工業(yè)和核電事業(yè)的重要決策人。他當(dāng)年提出以“728 工程”代替“秦山核電站項(xiàng)目”的正式名稱，多次主持中央專委會(huì)議，確定了 “安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、自力更生” 的建設(shè)原則，組織團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)具體技術(shù)工作。聶榮臻當(dāng)年主要負(fù)責(zé)國防科技和核武器的早期領(lǐng)導(dǎo)工作，在 “兩彈一星” 時(shí)期發(fā)揮了重要作用，但沒有直接參與 728 工程或釷基熔鹽堆的具體管理。

“728 工程”的技術(shù)方案最初由歐陽予（中國核電之父）負(fù)責(zé)，后來彭士祿（中國核潛艇之父）提出采用壓水堆技術(shù)，取代了熔鹽堆方案并擔(dān)任技術(shù)顧問，推動(dòng)了秦山核電站的建設(shè)。重新啟動(dòng)后的釷基熔鹽堆核能系統(tǒng)（TMSR）是由中國科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所牽頭的第四代反應(yīng)堆項(xiàng)目，由徐洪杰、戴志敏等人主導(dǎo)，是中國 21 世紀(jì)的科研項(xiàng)目，承先后后、繼往開來。

最后值得一提的是，筆者和一些香港經(jīng)濟(jì)學(xué)會(huì)的同事們最近討論，個(gè)人認(rèn)為，從統(tǒng)計(jì)經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度看，GDP已不能夠全面反映綜合國力，還需要知道財(cái)富的平均分配程度，還需要量化資源、能源和動(dòng)能這些新質(zhì)生產(chǎn)力的強(qiáng)度和韌性。中國的綜合經(jīng)濟(jì)質(zhì)量和體量其實(shí)已經(jīng)全球第一，但何必強(qiáng)調(diào)，無需爭論。因?yàn)槲ㄆ洳粻帲廊四c爭。先不說其他，單說能源吧，應(yīng)該看發(fā)電量增長率和經(jīng)濟(jì)成長率之間的關(guān)系。成長經(jīng)濟(jì)學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)是1.1，例如經(jīng)濟(jì)的年增長率5％，發(fā)電量的年增長率應(yīng)該是5.5％，才能夠配合經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度。

中國現(xiàn)在的年總發(fā)電量和人均用電量全球第一，其他國家和中國的差距只會(huì)越拉越大。根據(jù)現(xiàn)有預(yù)測，到 2030 年，中國的總發(fā)電量預(yù)計(jì)將達(dá)到 13 萬億至 14 萬億千瓦時(shí)。這一預(yù)測是基于經(jīng)濟(jì)增長、工業(yè)電氣化、數(shù)據(jù)中心擴(kuò)張、人工智能用電及居民用電增長等因素。預(yù)計(jì)中國的社會(huì)用電量今后10至20年的年均增長率大約在 4.6% 至 5.4%之間，超過同期的年均經(jīng)濟(jì)增長率4%至5%之間的預(yù)期。

根據(jù)中國國家能源局和美國能源信息署的數(shù)據(jù)，去年中國發(fā)電量約為 10.37 萬億千瓦時(shí)，美國發(fā)電量約為 4.26 萬億千瓦時(shí)；中國發(fā)電量現(xiàn)在已是美國的 2.43 倍。一旦中國的TMSR成功推出并量化應(yīng)用，在電力能源方面，中國將一騎絕塵，美國將望塵莫及。用廣東白話形容，美國在后面追趕中國，恐怕“只會(huì)食塵，追到氣咳”。國防科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用是強(qiáng)軍建設(shè)、強(qiáng)國建設(shè)和民族復(fù)興的硬道理，毋庸置疑。