在廣袤的戈壁深處,一座嶄新的實驗堆悄然矗立,標志著我國核能領域實現了從鈾燃料向釷燃料的戰略轉型。這座由中國科學院上海應用物理研究所主導建設的2兆瓦液態燃料釷基熔鹽實驗堆,近日成功完成釷鈾核燃料轉換實驗,首次獲取釷元素在熔鹽堆運行環境下的關鍵數據,成為全球首個實現釷燃料入堆運行的熔鹽堆裝置。
釷基熔鹽堆采用第四代核能技術路線,以天然存在于巖石中的銀色金屬釷為燃料,通過高溫熔鹽實現熱量傳遞。這種設計突破傳統壓水堆依賴高壓容器和大量水冷卻的模式,采用液態熔鹽作為冷卻介質,在常壓條件下即可實現高溫能量輸出。專家形象地比喻道:"這種技術就像將核燃料溶解在高溫鹽溶液中,通過流動循環持續產生電力,既規避了傳統核電站的安全風險,又提升了能源利用效率。"
我國釷資源儲量位居世界前列,這項技術的突破具有重大戰略意義。科研團隊通過系統研究證實,釷基熔鹽堆不僅能與太陽能、風能等可再生能源形成互補,還可與高溫熔鹽儲能、制氫工藝、化工生產等產業深度耦合,構建起多能協同的低碳能源體系。這種技術路徑與我國能源結構特點高度契合,為優化能源布局提供了新選擇。
回溯項目發展歷程,2011年中國科學院啟動"未來先進核裂變能"專項研究,整合近百家科研院所和企業力量,組建起跨學科攻關團隊。面對國際上尚無成熟經驗可循的挑戰,團隊歷時十余年突破材料制備、裝備研發、系統集成等關鍵技術,完成了從實驗室研究到工程驗證的全鏈條創新。實驗堆自2020年啟動建設以來,先后實現滿功率運行、首次加釷等重大節點,最終建成具有自主知識產權的熔鹽堆研究平臺。
據項目負責人介紹,當前科研團隊正圍繞加釷運行后的反應堆物理特性、燃料循環效率等核心問題展開深入研究。通過持續優化技術參數,團隊計劃在2035年前建成百兆瓦級示范工程,推動釷基熔鹽堆技術向商業化應用邁進。這項突破不僅填補了國際核能領域的技術空白,更為我國能源安全保障和"雙碳"目標實現提供了重要技術支撐。











