引言

对于大多数人而言，钍基熔盐堆是一个尤为陌生的词汇。

但是，倘若说起“核能”二字，或许我们便会感到亲切。实际上，钍基熔盐堆便是一种与核能息息相关的“黑科技”。

这一“黑科技”威力巨大，甚至直接入选了第四代核电站，成为了先进核能系统的典型代表。然而，令人没有想到的是，这竟然曾是一项被美国嫌弃的技术！

中国钍核反应堆技术大突破，美国没做成，中国将它做成世界第一！

幸好中国独具慧眼，才不至于让明珠蒙尘。

钍基熔盐堆究竟是什么？美国为何放弃它？中国的钍基熔盐堆，又到底有多么强悍？

让我们走入这项黑科技，一探究竟。

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何为钍基熔盐堆？

所谓钍基熔盐堆，其实是一种核能系统。

提起核，人们往往在第一时间想到核武器，将它与毁天灭地画上等号。但其实，核也有着温和的另一面，核可以作为能源被人们使用，极具价值。

核能是一种清洁能源，相比其它能源，核能不光更加环保，而且能量密度也更高，有百利而无一害。因此，世界各国都在大力发展核能，试图成为完善的核电国家。

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正是因为核具有“双面性”，所以在发展核能时，核安全尤为重要。想要达到这个目的，就必须有成熟的核能系统。

而钍基与熔盐堆，便成为了这一系统的两大组成要素。

想要产生核能，就必须发生核裂变，而核裂变离不开核燃料，钍基便是一种核燃料。除了钍基外，铀基是另一种常见的核燃料，使用范围比钍基广泛许多，是目前核电工业燃料的主力。

但是，随着核能需求的增多，铀基燃料面临着短缺的困境。

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浓缩铀

于是，钍基燃料作为最合适的替代品，逐渐走进了人们的视野。

想要成功运用钍基燃料，技术关键在于开发出合适的反应堆。

当核裂变发生时，会在一瞬间爆发出巨大的能量，能够承载这种能量的装置便是反应堆。

从核能走向热能，离不开反应堆的帮助。

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压水堆和重水堆是最常见的两种反应堆，相较于这些“老牌”反应堆，熔盐堆是毫无疑问的创新，隶属于第四代候选堆型。

燃料盐是熔盐堆的关键，在使用时，需要将燃料盐直接溶解在氟盐冷却剂之中，生成氟化盐。

氟化盐分饰两角，既是核燃料的载体，又是核裂变反应的冷却剂。

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除了液体燃料外，熔盐堆还可以使用固体燃料，那便是燃料颗粒。核裂变发生时，燃料颗粒需要以碳化硅密封，再以石墨包裹，最终搭配上冷却剂氟化熔盐，才算完全成型。

简单来说，钍基熔盐堆是新燃料加上新反应堆，从而搭建出一套崭新的核能系统。

这种新系统更加安全与灵活，同时经济实惠，不仅可以有效的防止核扩散，也具有高度的可持续性，称得上“黑科技”。

可是，这样了不起的“黑科技”，竟然曾被美国无情嫌弃，这又是怎么一回事呢？

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被美国嫌弃的钍基熔盐堆

钍基与熔盐堆相伴相生，不可分割，而早在上世纪40年代末，美国人便将目光投向了这套新核能系统。

最开始，美国空军是新系统的坚决倡导者，因为他们希望能够为轰炸机寻找到可靠的核动力。在美国军方内部，曾有过利用核能升级武器的先例。

如美国海军就曾经研发出了轻水堆，用于运行潜艇上的核动力装置。因此，空军的要求合情合理，很快也得到了国家的支持。

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1946年5月，美国核动力轰炸机研发正式被提上日程，ANP计划启动，ANP即Aircraft Nuclear Propulsion的缩写。

这个计划的核心目的是开发出以核能驱动，并可以持续飞行数周的轰炸机。

于是，该造一个怎样的引擎反应堆，成为了科学家们热议的话题。

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1954年，美国橡树岭国家实验室提出，想要提升动力，或许可以创造一个不同于以往的熔盐堆。

这一石破天惊的想法很快得到了众人的响应，在该实验的推进下，全球第一个熔盐堆实验装置于1954年问世。

该装置一问世，便展现出了前所未有的稳定性，成功运行了超过1000个小时。

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橡树岭国家实验室

不仅如此，该装置在操作上也更为简单，由于熔盐堆运行压力低，所以压力容器的规格也可以随之变小，控制性得到了提升。

这次成功令众人狂喜，但还没等这项技术进一步发展，美国空军却突然对此失去了兴趣。

原来，战略弹道导弹技术迅速发展，这一技术在军事应用领域更为先进，令核动力轰炸机失去了最大的价值。

如此一来，钍基熔盐堆也陷入了“食之无味，弃之可惜”的尴尬境地。

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战略弹道导弹

但是，橡树岭实验室的科学家们不愿意放弃这一研究成果，提出了“军用转民用”的设想，希望能够将钍基熔盐堆运用在人们的日常生活中。

1965年，橡树岭实验室内出现了全球第一座液态燃料实验堆，名为MSRE。

这座实验堆以钍基核燃料为核心，规格为8兆瓦，足足运行了5年。

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但橡树岭实验室的野心远不止于此，1971年，他们开始谋划升级实验堆，将规格抬高至1吉瓦，并重命名为MSBR。

有了上一次的成功经验，科学家们坚信这次也一定能完成目标，钍基熔盐堆潜力巨大，未来一片光明。

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橡树岭国家实验室

可惜的是，造化弄人，命运的齿轮又一次发生了偏差。

就在新实验即将开始之际，美国政府却突然削减了钍基熔盐堆的研发经费，打了科学家们一个措手不及。

官方决定，暂时放弃民用核能，大力发展核武器，用于与苏联争霸！

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美苏争霸

彼时美苏冷战进入了白热化阶段，两极格局愈发清晰。在美国政府看来，与其花大价钱发展现在根本用不上的民用核能，倒不如将全部的精力转向研制核武器。

这等于给钍基熔盐堆宣判了“死刑”，因为历经长时间的发展，这一装置已为民用而生，根本无法转型为武器级别的核燃料。

就这样，更适合军用的钠冷快堆取代了钍基熔盐堆，成为了新的研发热点。

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钠冷快堆

而曾经风光无限的钍基熔盐堆，却再无人问津。

但是，钍基熔盐堆的命运却并未就此终结。

山重水复疑无路，柳暗花明又一村，在美国抛弃钍基熔盐堆的同时，中国却开启了这一装置的研究。

入选中国第四代核电站

实际上，中国早就注意到了钍基熔盐堆，只是建国之初诸事繁杂，综合国力还有待提升，这才将研发事宜一推再推，到了70年代才真正启动。

美国短视，只看见了眼前一时的利益，以为美苏争霸才是未来的潮流，因此选择发展军用核能。

而中国目光长远，知晓冷战格局终有一天会结束，发展共赢才是新时代的主题，在一个和平的年代，民用核能才是真正的主角。

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因此，1970年2月，中国开启“728工程”，在这项工程中，上海原子核研究所成功开发出了冷态熔盐堆，实现了零功率的突破。

随着中国核战略的调整，728最终成为了秦山核电站的代号，尽管核能模型改为了轻水堆，但中国对熔盐堆的探索从未停止。

功夫不负有心人，长久的积累最终在2011年结出了硕果，中国钍基熔盐堆核能系统正式启动，与系统配套的基地落户甘肃武威市，实现了核能黑科技的新突破。

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728工程

这项系统中共包含四个原型系统，涵盖诸多核心技术。

首先，中国率先提出了钍铀燃料循环的概念，利用干法处理，实现了氟化挥发与减压蒸馏技术的冷态贯通，让燃料“动”起来。

其次，中国在该系统中配备了高温熔盐回路，解决了先前出现的密封问题，同时获取了一批重要的热工水力数据。

在安全性上，该系统也获得了国家核安全局的认可，确保了熔盐自然循环的余热排出，令核能开发变得更加绿色环保。

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不仅如此，钍基熔盐堆系统的开发还大大减少了我国核能利用的成本。

一方面，熔盐堆高温、低压、高热熔，只需要小型模块化反应堆就能运行，精简了反应场所。而另一方面，该系统的冷却技术不需要大量水源，因此就算在干旱的地方也能实现核能转换，十分方便。

中国的脚步从未停止，计划在2030年建成钍基熔盐堆的中试系统，同时包含固液两种形态，并将其带入国际社会。

等到了2050年，这一民用核能系统便能实现商业化的推广与应用，造福千家万户。

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结语：

目前，世界上有许多国家都宣布要开启钍基熔盐堆系统的研发计划，而这也恰恰说明了中国的前瞻性。

核能是一把双刃剑，钍基熔盐堆或将成为人类科学利用核能的突破口，而中国必然也会承担核大国的使命，推进研究的不断深入。

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引言

何为钍基熔盐堆？

被美国嫌弃的钍基熔盐堆

入选中国第四代核电站

结语：

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