突破第四代先進核能系統核心技術 熔鹽堆首次實現釷鈾轉換
茫茫戈壁灘上，一座全新實驗堆的建成，使核燃料實現了從「鈾」到「釷」的多元化選擇。
中國科學院上海應用物理研究所（簡稱「上海應物所」）牽頭建成的2兆瓦液態燃料「釷基熔鹽實驗堆」（簡稱「實驗堆」）日前首次實現釷鈾核燃料轉換，在國際上首次獲取釷入熔鹽堆運行後實驗數據，成為目前國際上唯一運行並實現釷燃料入堆的熔鹽堆，初步證明了熔鹽堆核能系統利用釷資源的技術可行性。
這是釷基熔鹽堆（Thorium Molten Salt Reactor，簡稱TMSR）研發進程中的重要里程碑，為中國未來釷資源的規模化開發利用、發展第四代先進核能系統提供核心技術支撐與可行方案。
●文：香港文匯報記者 劉凝哲 北京報道 圖：香港文匯報北京傳真
釷是一種放射性較弱的銀色金屬，天然存在於岩石中。釷基熔鹽堆，是以釷為燃料，以高溫熔鹽作為冷卻劑的第四代先進核能系統，具有無水冷卻、常壓工作和高溫輸出等優點。
無需用水冷卻 神州蘊藏豐富
這一技術路線契合中國釷資源豐富的資源稟賦，更能與太陽能、風能、高溫熔鹽儲能、高溫製氫、煤氣油化工等產業深度融合，構建多能互補低碳複合能源系統。
「釷基熔鹽堆，與目前普遍使用的壓水堆不同，採用高溫液態熔鹽作為冷卻劑，無需巨大壓力容器，也不用大量水冷卻。這就像把『核燃料』放在『高溫的鹽』裏流動發電，既安全又高效。」中國科學院上海應用物理研究所專家解釋。
2011年，面向國家能源安全與可持續發展的戰略需求，中國科學院啟動了首批戰略性先導科技專項「未來先進核裂變能——釷基熔鹽堆核能系統」，由上海應物所牽頭實施，任務是釷基熔鹽堆核心技術能力發展和2兆瓦液態燃料釷基熔鹽實驗堆研發。依託中國科學院體系化、建制化優勢，集聚了一支協同創新隊伍，成功組建並培育了一支數量和質量均居國際一流的釷基熔鹽堆專業研發團隊。
關鍵核心設備100%國產化
專項實施期間，近百家國內科研機構、高等院校和產業集團深度參與研發與工程建設，攻克了實驗堆設計、關鍵材料與設備研製、安裝與調試及堆安全等方面的技術難題，實現了核心材料、裝備與技術從實驗室研發到實驗堆工程驗證的重大跨越，供應鏈自主可控，釷基熔鹽堆相關技術產業鏈的雛形在中國已經基本形成。
值得一提的是，科研團隊TMSR實現了核心材料、裝備與技術從實驗室研發到實驗堆工程驗證的重大跨越，整體國產化率>90%，關鍵核心設備100%國產化，供應鏈自主可控。全面掌握耐熔鹽腐蝕高溫鎳基合金與超細孔徑核石墨的型材與構件的製造工藝、鎳基合金焊接技術、高純熔鹽及燃料鹽的規模化製備技術，並建立了相應的質量和技術標準體系；掌握燃料鹽雜質控制與電位精準調控等腐蝕控制技術；突破並系統掌握主容器、控制棒、熔鹽泵、熔鹽閥和熔鹽換熱器等核心設備的設計、製造與性能驗證全流程技術。
團隊負責人戴志敏表示，團隊將以2035年建成百兆瓦級釷基熔鹽堆示範工程並實現示範應用為目標，加速技術迭代與工程轉化，為國家提供安全可靠的釷基能源發電新路徑。
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