2025年11月初,中國科學院發布消息,甘肅武威民勤縣的2兆瓦液態燃料釷基熔鹽實驗堆首次實現堆內釷鈾核燃料轉換。這座堆成為全球唯一運行并實現釷燃料入堆的熔鹽堆,拿到了釷入堆后的有效實驗數據。消息一出,能源界一下子熱鬧起來。國家在第四代先進核能上走在了前面,那種從資源到技術的自主把控,讓人心里踏實不少。
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釷基熔鹽堆用釷做燃料,液態氟化物熔鹽當冷卻劑和載體,高溫常壓運行,不靠大量水冷卻,本征安全特點突出。傳統鈾堆依賴鈾資源,國內儲量有限,進口占比高,價格和供應容易受外部影響。
釷不一樣,我國釷資源豐富,已探明工業儲量約28萬噸,伴生在稀土礦里,開采成本相對低。1噸釷裂變釋放的能量,大致相當于200多噸鈾,按當前能源消費水平測算,這些儲備夠我國用上兩萬年。這是實打實的戰略優勢。熔鹽堆產生的廢料少,放射性衰減周期短,處理起來也更友好。高溫輸出還能直接對接工業供熱、制氫、海水淡化等多場景,跟光伏風電儲能結合,構建低碳復合能源體系。
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項目從2011年中國科學院戰略性先導科技專項啟動,由上海應用物理研究所牽頭,聯合國內近百家單位攻關。核心設備100%國產化,供應鏈自主可控,整體國產化率超過90%。實驗堆2018年9月主體工程開工,2019年10月進入建造階段,2023年6月拿到運行許可證,同年10月11日實現首次臨界。2024年6月達到滿功率運行,10月完成全球首次不停堆加釷實驗。2025年11月宣布實現釷鈾轉換,標志著從原理驗證到工程驗證的關鍵跨越完成。
領頭人徐洪杰在其中起了重要作用。他在1995年起參與上海光源建設,擔任工程總經理,用52個月建成世界領先的第三代同步輻射裝置。2009年光源出光后,他54歲受命轉向釷基熔鹽堆研發,從零組建隊伍,確定技術路線,提出實驗堆、研究堆、示范堆“三步走”戰略。
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退休后繼續擔任技術總體組負責人和學術委員會主任,每周去單位兩三次,2025年春節期間還調研人工智能在釷基熔鹽堆研究中的應用,2月在所務虛會上專門作報告。2025年9月13日他還和同事通電話,商量梳理五百多份技術報告和“十五五”規劃,約定周一細聊,結果9月14日上午因病在上海逝世,享年70歲。他走后,團隊按他規劃的路徑繼續推進。
而實驗堆的成功不是孤立的。材料方面,熔鹽高溫強腐蝕環境需要特殊鎳基合金,團隊自主研制攻克瓶頸。系統集成上,一體式堆本體設計降低泄漏風險。燃料循環實現在線處理,提升利用率。這些突破讓我國在釷基熔鹽堆領域形成完整技術鏈。產業鏈雛形已經顯現,從釷提取、燃料鹽制備,到裝備制造、安裝調試,產學研用逐步貫通。上海聯和日環能源科技有限公司等平臺在推動轉化。
美國在先進核能上也有布局,但我國在釷基熔鹽堆這條路上率先實現運行和燃料轉換,搶得先機。釷資源優勢加上技術積累,讓我們在能源安全上多了一張底牌。下一步,團隊計劃推進10兆瓦級研究堆建設,為更大規模應用積累經驗。目標是2035年前后建成百兆瓦級示范工程并網發電,提供零碳電力和高溫工藝熱。武威園區科研平臺已經在2025年9月完成6000平方米竣工驗收,更多設備進場,年輕科研人員接力前行。
而在確保核安全前提下,我國愿意分享經驗,為應對氣候變化提供中國方案。熔鹽堆不依賴海水,能建在內陸沙漠地區,跟西部豐富可再生能源結合,潛力巨大。氫能生產、化工過程熱利用,都能用上它的高溫輸出。長遠看,規模化商用后,能源結構會更清潔、更自主。
2025年11月新聞發布會上,宣傳片里出現徐洪杰身影,團隊成員感慨他留下的藍圖還在。年輕骨干如反應堆物理部副主任周翀等,繼續在熔鹽熱工水力等領域規劃十年目標。
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釷基熔鹽堆的突破,讓人看到中國在關鍵核心技術上自主創新的實力。從稀土伴生釷的資源稟賦,到全鏈條技術掌握,再到未來示范應用,每一步都踩得實。能源獨立不是喊口號,而是這樣一步步干出來的。未來更多商業堆建起來,綠氫產量上去,工業供熱穩定,普通家庭用電更清潔可靠。
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