這幾年，中國已經受夠了被各種能源項目“卡脖子”，開始積極尋求核電技術的突破。

現(xiàn)在，我們取得了成果。中國在甘肅省成功建立了世界首座釷燃料核反應堆，以“清潔能源”著稱的它已經開始測試，預計將在2040年實現(xiàn)全國商用。

除此之外，印度也在去年宣布，2025年印度會實現(xiàn)全球第一個商用釷反應堆，2050年將讓這種新反應堆的核電發(fā)電量，達到全國總量的30%。

一個是2040年，一個是2025年，印度這下就相當于宣稱自己的新核電技術在世界上領跑，并超越了中國15年，到底是有理有據，還是慣性吹牛？在這項世界前沿技術上，能先取得成就的真的會是印度嗎？

釷反應堆是什么？

從1954年第一座核電站建成之后，世界上已經發(fā)生了100多起核事故，切爾諾貝利和福島核電站的慘劇歷歷在目，給世界上所有人留下難以跨越的陰影。這幾年中國要發(fā)展核電，依然有相當多的民眾對此表示排斥。

這種恐懼的核心在于當今核電的燃料——鈾。其中的鈾-235和鈾-233具有很高的放射性和毒性，使用它們作為核燃料，不管再怎么強調操作的安全性，終究是一個可能爆發(fā)的隱患。

于是，全球一直在尋求能夠替代鈾的“清潔”核燃料。這看似不搭邊的兩個事物，還真被人類給找到了，它就是釷。釷是一種具有微弱放射性的錒系金屬，作為核燃料的它，具備很多特有優(yōu)勢：

一、安全系數(shù)高。

釷最穩(wěn)定的同位素釷-232，半衰期長達140億年，放射性大大低于鈾，衰變時釋放的α射線甚至無法穿透人類皮膚的表層。

而且，液態(tài)氟化釷反應堆的技術也更安全，它的運行環(huán)境是常壓高溫，不會出現(xiàn)像福島核電站那樣發(fā)生氫氣爆炸事故。同時，它也不會出現(xiàn)高溫燒毀的情況，釷反應堆底部的冷凍塞會自動檢測溫度，超過一定限制就自動融化，讓釷燃料熔鹽全部流入應急儲存罐中，緊急停止反應。冷卻劑氟化鹽雖然有毒，但是遇冷就會凝固，不存在泄露的危險。

釷反應堆

二、熱轉換效率高。

鈾在進入反應堆之前需要經過高濃縮，但釷是可以直接利用的核燃料。不僅如此，液態(tài)釷燃料流進堆芯之后發(fā)生裂變反應，產生的熱能能被自身吸收，流出堆芯后再次重返臨界狀態(tài)，能夠實現(xiàn)循環(huán)利用。

1噸釷產生的效率能抵得上200噸鈾，相當于約350萬噸煤炭。用諾貝爾物理學獎獲得者的卡洛·盧比亞的話來說：一塊拳頭大小的釷金屬，能為倫敦供電一星期。

熱轉換和循環(huán)過程

三、釷基熔鹽堆的“副業(yè)”——制氫和清潔甲醇生產。

釷基熔鹽堆不僅僅能發(fā)電，還能利用它進行清潔化工生產，其中又以高溫制氫和清潔制甲醇為主。

釷基熔鹽堆能提供大量的廉價電力和工業(yè)熱能，能夠通過高溫電解水蒸氣制造氫氣，大大降低了現(xiàn)有制氫技術的成本，可以一定程度緩解中國燃氣緊缺的現(xiàn)狀。

而有了以上氫氣的供應，就可以同時用清潔的二氧化碳加氫制造甲醇。不僅可以將二氧化碳變廢有用，比起現(xiàn)有的制甲醇法還更加環(huán)保。

高溫制氫

四、資源豐富。

如果按照國際通用算法，未來核電規(guī)模會增長到現(xiàn)在的數(shù)倍，可用的鈾-235礦將在40年內用盡，剩下的絕大多數(shù)是無法利用的鈾-238。

但是，世界上釷的儲存量卻是鈾的4倍，和鉛差不多普遍，而且礦藏中大部分是可用的釷-232，預計可以供應人類數(shù)千年的電力。

釷金屬

中國和印度，誰的優(yōu)勢更大？

現(xiàn)在，中國憑借著甘肅的釷燃料反應測試堆成功走在了世界的前列，但同時不可忽視的還有一個國家——印度。

印度或許是世界上最熱衷于釷燃料發(fā)電的國家，他們的處境和中國些類似，都是“貧鈾”國家，如果要和那些已經興起了鈾燃料核電的國家，比如日本，來比拼，注定是占不到什么優(yōu)勢的。

印度民眾對核能的支持

而且印度比起中國的電力還要貧乏，中國至少還有豐富的煤炭資源可用，但印度的燃煤質量卻非常差，這讓他們對于核電新能源的需求比中國更迫切。

印度雖然貧鈾，但卻是一個富釷國家，釷礦的儲量能夠達到30萬到85萬噸，是全球蘊藏量的約1/4，他們利用這個優(yōu)勢，從上世紀開始就不斷設計加壓重水反應堆（PHWR）。近幾年，他們國產的PHWR已經可以實現(xiàn)單個核容量達到 700MW，其研究時間達到了30年以上，和中國差不多，因此印度人說話也算有了點底氣。

印度重資建造的重水反應堆，位于印度南部卡納塔卡邦境內的凱加核電廠

但他們的核電技術其實并非真正的第四代清潔核能，而是采用釷作為“增值性材料”，讓釷-232吸收中子變?yōu)殁?233，原理的新舊很難界定，所以印度至今也不敢自稱跨入了第四代核能技術。

相比之下，中國發(fā)展的釷基熔鹽堆（TMSR）則是真正的第四代技術，而且是六種堆型中最主要的反應堆技術。這種技術的基礎原理是利用釷-232的增值產生釷-233，利用“雙流閉環(huán)連續(xù)運行系統(tǒng)”來實現(xiàn)原料的循環(huán)利用。

除此之外，從這種釷反應堆中產生的錒系元素廢料，壽命遠遠小于鈾反應堆所產生的，危害從幾萬年降到了幾百年。

而且，中國也有著不輸給印度的釷儲量，我國目前已經探明的釷礦在30萬噸以上，光是白云鄂博礦區(qū)的釷礦就可以支撐中國的能源需求上千年。

白云鄂博礦區(qū)

中科院也看中了這些豐富的儲量，在2018年定址甘肅，并組建了超過700人的研究團隊，旨在讓這第一個反應堆成為“能夠開戰(zhàn)大量研究的試驗平臺”，不僅是為中國所用，同樣是為世界所用。

有很多外國科學家表示，他們將從這里獲得很多新的科學認知，并且對成功抱有很高的希望。國際的態(tài)度，和中國的嚴謹也是分不開的。不僅是熔鹽反應堆，中國對6種有前景的反應堆技術都制定了計劃，包括用鉛、用鈉冷卻的堆型，最后才敲定這種核廢料清潔的核反應堆。

中科院上海應用物理所的設計規(guī)劃圖

釷反應堆的優(yōu)越已經顯而易見，可是為什么現(xiàn)在才被重視起來？其實釷早在上世紀60年代就被美國研究過了，但那時卻沒能把它發(fā)展下去。

當時美國正在和蘇聯(lián)進行冷戰(zhàn)，兩國都卯著勁想要增強自己的武器儲備，美國明面上是發(fā)展核電，其實私心是想利用核電的廢料——钚-239制造核武器。而釷燃料過于“無害”，裂變循環(huán)產生的副產品是鏷-233，不符合美國的預期，因此這個偏向民用的計劃很快只能被迫下馬。

幾十年后，人類舍棄了戰(zhàn)爭的私心，重新考慮起這種相對清潔的核能源，才發(fā)現(xiàn)它的優(yōu)越所在。不過，鈾核電發(fā)展了那么多年，現(xiàn)在突然要轉到釷的方向，國際上是非常缺少相關產業(yè)鏈的。

一座核電反應堆不只是它本身，更代表了一套完整的核工業(yè)系統(tǒng)。就拿釷基熔鹽堆技術來說，它燃燒過后，會產生名叫二氧化釷的廢料，這種廢料的化學性質穩(wěn)定，所以需要在廢料中引入少量的硝酸和氟化氫讓它溶解，這樣必定會加劇廢料的腐蝕性，需要尋找新的材料來盛裝。

不止是燃料保存問題，燃料的材質、反應堆的結構、熱力穩(wěn)定性、如何換料等等都是全新的課題，沒有任何國際經驗可供參考。

因此，我國和印度還都在摸索的路上，誰能先突破這些瓶頸，誰就能走在世界前沿，作為第一個將釷反應堆商用的國家，極大改變世界的能源局勢。

在此，我先給中國押上一票，畢竟大話誰都會說，拿出實績才是硬道理！