够中国用3万多年？我国攻克世界级难题，抢先美国建“无限能源”

电力是一个国家工业运转的核心，所以现在中国、美国各国都在大量投资电力技术。

伴随着传统的火电技术发展进入瓶颈，目前各国在核电技术领域进入了新一轮竞争。

（各国都在大力投资核电）

除开“可控核聚变”这种“终极核电”技术，目前各国都在积极开发第四代核电技术。

目前第四代核电技术有6条主流路线，分别是超高温气冷堆、超临界水冷堆、气冷快堆、钠冷快堆、铅冷快堆，以及熔盐堆。

这其中我国走得最快、前景最广阔的，是“熔盐堆”这条技术路线。目前我国正在研发的“钍基熔盐核反应堆”已经完成了多项实验，并且抢先美国攻克世界级难题，在2025年4月份时我国已经在甘肃省武威市，建成了目前世界上唯一一座钍基熔盐堆（实验堆）。

（钍基熔盐堆的自然循环回路）

钍基熔盐核反应堆

“钍基熔盐核反应堆”是以钍元素为核燃料的一型核电技术。

传统的核电都是以“铀”为核燃料，但是传统的“铀”元素在能量利用率上很低。

（天然铀矿石）

不管是第2代还是第3代核电站，使用的铀元素仅仅能利用1%左右的铀元素。

1吨铀元素中，只有0.01吨铀能转换成铀-235产生裂变，被消耗掉然后释放能量。另外0.99吨的铀则会变成主要由铀-238组成的“贫铀”。

“贫铀”无法用于发电，因此也就变成了核电站生产核电的副产物——核废料。

（封存的核废料）

相比较之下，“钍基熔盐核反应堆”使用的钍元素，可以在核反应堆中不断让钍元素进行循环，不断的产生裂变并进行消耗。

最终“钍基熔盐核反应堆”使用的钍元素有超过98%都能被消耗掉，变成我们使用的核电。

所以钍元素的核反应堆，在利用率上远高于传统使用铀元素的核反应堆。

1吨钍用于发电，其产生的能量相当于传统核电站消耗200吨铀产生的电力。或者是火力发电站消耗350万吨煤炭产生的电力。

（1吨钍等于200吨铀）

1吨钍理论上完全消耗掉可以产生284.2 亿度电。实际上“钍基熔盐核反应堆”的热转换效率为40%左右，所以“钍基熔盐核反应堆”消耗1吨钍可以产生113.68度电。

2024年时我国全国消耗掉的电力为98521亿度。我们取个整，就算10万亿度，那么中国一年烧掉877.5吨钍元素就能提供我国所需的全部电力。

随着我国内蒙古白云鄂博矿区发现大规模钍矿储备，目前我国已经探明的钍矿总储量已经达到了140万吨。以中国1年消耗877.5吨钍就能满足全国电力需求的数据，这140万吨钍足够中国用大约1600年。

（内蒙古白云鄂博矿区）

而且这是以我国所需电力全靠“钍基熔盐核反应堆”发电为背景计算的。目前我国核电发电量占比本身就比较低，在核电之外，我国还有大量传统的火力、风力、太阳能以及水电等发电站。在2024年时，我国核电发电量占比仅占全国发电量的4.72%。

以这个数据进行计算，那我国这140万吨钍矿能用的时间就久了，够中国用3.38万年，从某种意义上来说，这也算是“无限能源”了。

（140万吨钍矿够中国用3.38万年）

中国为何选择钍元素？

“钍基熔盐核反应堆”相较于其它5条第4代核电技术路线，对中国而言最大的好处就是它主要消耗钍元素了。

因为中国本身是一个“贫铀国”，我国的铀矿储备远不够我国消耗的。

（中国是一个“贫铀国”）

截止至2025年，中国国内探明的铀矿储备量大约是288万吨。但铀元素发电的利用率较低，200吨铀产生的电量才相当于1吨钍产生的电量。这288万吨铀也就相当于不到1.5万吨钍。

如果中国在“铀元素核电技术”上继续发展下去，就算中国走通了其它技术路线的第4代核反应堆技术，我国今后也需要大量进口铀矿才能满足自己的需求。

（中国需要大量进口铀矿）

这意味着我国的能源安全始终捏在别国手上。

因此以我国国内140万吨钍的储备量，我国搞定“钍基熔盐核反应堆”也就意味着“能源自由”了。

目前中国在“钍基熔盐核反应堆”上走得最快，这也意味着我国将抢在美国、俄罗斯、德国、法国等传统核大国之前，实现该第4代核反应堆技术路线的商用化。

（中国将最快实现“钍基熔盐核反应堆”的商用）

钍基熔盐核反应堆的核废料、安全性优势

除开我国自己有大量钍矿储备，以及钍元素的利用率高外，“钍元素核电技术”作为第4代核电技术，相较于第3代、第2代核电技术还有更安全、产生核废料更少等优势。

在核废料问题上，正如我们上边说的，传统核电站1吨铀里面有0.99吨铀都会变成无法发电的“贫铀”。所以传统核电站会产生大量的核废料。

（铀元素会产生大量核废料）

“钍基熔盐核反应堆”使用的钍元素在利用率上能达到98%以上，那么其产生的核废料自然会远低于传统的核电站。

至于“钍基熔盐核反应堆”的安全性，就要说到该技术的基本原理了。

钍元素自身是不能直接用来发电的。“钍基熔盐核反应堆”使用钍元素进行发电，需要不断用中子源去轰击钍元素（钍-232），让钍-232裂变成铀-233，然后铀-233发生裂变反应，产生大量热量。

（钍元素裂变过程）

从“钍基熔盐核反应堆”这个名字上，我们就能看出这款核反应堆里面有大量在高温下处于液体状态的“熔盐”。

该反应堆消耗的钍元素，直接就在这些“熔盐”里面。

钍-232裂变成铀-233，铀-233继续裂变产生高温，一方面能让“盐”继续在高温下保持液体状态，另一方面“熔盐”流动，将热量传递到换热器中，换热器将热量传递出来烧开水就能发电了。

（钍基熔盐核反应堆结构图）

如果该类型核电站发生了爆炸或者核反应堆破损的事故，核反应堆里面的“熔盐”泄露，“熔盐”里面的钍元素会马上失去中子源的轰击。

于是钍元素的核裂变会马上停止，“熔盐”也会迅速冷却，从液体变成固体。

传统核电站的反应堆在失控后，很容易就会出现堆芯熔毁的情况。

这种情况下核反应堆的温度会持续升高，要处理要么像苏联切尔诺贝利核电站事故一样，大量工人顶着核辐射用硼砂、水泥、铅给它封住。要么就像日本福岛核电站一样，不断用水进行冷却。

（福岛核电站事故）

相比较之下，“钍基熔盐核反应堆”这种出事故后核反应堆直接冷却变成固体的情况，无疑要可控和安全得多。

信息来源： 【1】国家能源局·《2023年我国核电发电量44万吉瓦时 占全国累计发电量近5%》 【2】国家能源局·《2024年全社会用电量同比增长6.8%》 【3】澎湃新闻·《观察｜中国引领四代核能革命：钍基熔盐堆，比聚变更有希望的终极能源？》