 这几年，中国已经受够了被各种能源项目“卡脖子”，开始积极寻求核电技术的突破。 现在，我们取得了成果。中国在甘肃省成功建立了世界首座钍燃料核反应堆，以“清洁能源”著称的它已经开始测试，预计将在2040年实现全国商用。
除此之外，印度也在去年宣布，2025年印度会实现全球第一个商用钍反应堆，2050年将让这种新反应堆的核电发电量，达到全国总量的30%。 一个是2040年，一个是2025年，印度这下就相当于宣称自己的新核电技术在世界上领跑，并超越了中国15年，到底是有理有据，还是惯性吹牛？在这项世界前沿技术上，能先取得成就的真的会是印度吗？ 钍反应堆是什么？ 从1954年第一座核电站建成之后，世界上已经发生了100多起核事故，切尔诺贝利和福岛核电站的惨剧历历在目，给世界上所有人留下难以跨越的阴影。这几年中国要发展核电，依然有相当多的民众对此表示排斥。
这种恐惧的核心在于当今核电的燃料——铀。其中的铀-235和铀-233具有很高的放射性和毒性，使用它们作为核燃料，不管再怎么强调操作的安全性，终究是一个可能爆发的隐患。 于是，全球一直在寻求能够替代铀的“清洁”核燃料。这看似不搭边的两个事物，还真被人类给找到了，它就是钍。钍是一种具有微弱放射性的锕系金属，作为核燃料的它，具备很多特有优势： 一、安全系数高。 钍最稳定的同位素钍-232，半衰期长达140亿年，放射性大大低于铀，衰变时释放的α射线甚至无法穿透人类皮肤的表层。 而且，液态氟化钍反应堆的技术也更安全，它的运行环境是常压高温，不会出现像福岛核电站那样发生氢气爆炸事故。同时，它也不会出现高温烧毁的情况，钍反应堆底部的冷冻塞会自动检测温度，超过一定限制就自动融化，让钍燃料熔盐全部流入应急储存罐中，紧急停止反应。冷却剂氟化盐虽然有毒，但是遇冷就会凝固，不存在泄露的危险。
钍反应堆 二、热转换效率高。 铀在进入反应堆之前需要经过高浓缩，但钍是可以直接利用的核燃料。不仅如此，液态钍燃料流进堆芯之后发生裂变反应，产生的热能能被自身吸收，流出堆芯后再次重返临界状态，能够实现循环利用。 1吨钍产生的效率能抵得上200吨铀，相当于约350万吨煤炭。用诺贝尔物理学奖获得者的卡洛·卢比亚的话来说：一块拳头大小的钍金属，能为伦敦供电一星期。
热转换和循环过程 三、钍基熔盐堆的“副业”——制氢和清洁甲醇生产。 钍基熔盐堆不仅仅能发电，还能利用它进行清洁化工生产，其中又以高温制氢和清洁制甲醇为主。 钍基熔盐堆能提供大量的廉价电力和工业热能，能够通过高温电解水蒸气制造氢气，大大降低了现有制氢技术的成本，可以一定程度缓解中国燃气紧缺的现状。 而有了以上氢气的供应，就可以同时用清洁的二氧化碳加氢制造甲醇。不仅可以将二氧化碳变废有用，比起现有的制甲醇法还更加环保。
高温制氢 四、资源丰富。 如果按照国际通用算法，未来核电规模会增长到现在的数倍，可用的铀-235矿将在40年内用尽，剩下的绝大多数是无法利用的铀-238。 但是，世界上钍的储存量却是铀的4倍，和铅差不多普遍，而且矿藏中大部分是可用的钍-232，预计可以供应人类数千年的电力。
钍金属 中国和印度，谁的优势更大？ 现在，中国凭借着甘肃的钍燃料反应测试堆成功走在了世界的前列，但同时不可忽视的还有一个国家——印度。 印度或许是世界上最热衷于钍燃料发电的国家，他们的处境和中国些类似，都是“贫铀”国家，如果要和那些已经兴起了铀燃料核电的国家，比如日本，来比拼，注定是占不到什么优势的。
印度民众对核能的支持 而且印度比起中国的电力还要贫乏，中国至少还有丰富的煤炭资源可用，但印度的燃煤质量却非常差，这让他们对于核电新能源的需求比中国更迫切。 印度虽然贫铀，但却是一个富钍国家，钍矿的储量能够达到30万到85万吨，是全球蕴藏量的约1/4，他们利用这个优势，从上世纪开始就不断设计加压重水反应堆（PHWR）。近几年，他们国产的PHWR已经可以实现单个核容量达到 700MW，其研究时间达到了30年以上，和中国差不多，因此印度人说话也算有了点底气。
印度重资建造的重水反应堆，位于印度南部卡纳塔卡邦境内的凯加核电厂 但他们的核电技术其实并非真正的第四代清洁核能，而是采用钍作为“增值性材料”，让钍-232吸收中子变为铀-233，原理的新旧很难界定，所以印度至今也不敢自称跨入了第四代核能技术。 相比之下，中国发展的钍基熔盐堆（TMSR）则是真正的第四代技术，而且是六种堆型中最主要的反应堆技术。这种技术的基础原理是利用钍-232的增值产生钍-233，利用“双流闭环连续运行系统”来实现原料的循环利用。
除此之外，从这种钍反应堆中产生的锕系元素废料，寿命远远小于铀反应堆所产生的，危害从几万年降到了几百年。 而且，中国也有着不输给印度的钍储量，我国目前已经探明的钍矿在30万吨以上，光是白云鄂博矿区的钍矿就可以支撑中国的能源需求上千年。
白云鄂博矿区 中科院也看中了这些丰富的储量，在2018年定址甘肃，并组建了超过700人的研究团队，旨在让这第一个反应堆成为“能够开战大量研究的试验平台”，不仅是为中国所用，同样是为世界所用。 有很多外国科学家表示，他们将从这里获得很多新的科学认知，并且对成功抱有很高的希望。国际的态度，和中国的严谨也是分不开的。不仅是熔盐反应堆，中国对6种有前景的反应堆技术都制定了计划，包括用铅、用钠冷却的堆型，最后才敲定这种核废料清洁的核反应堆。
中科院上海应用物理所的设计规划图 钍反应堆的优越已经显而易见，可是为什么现在才被重视起来？其实钍早在上世纪60年代就被美国研究过了，但那时却没能把它发展下去。 当时美国正在和苏联进行冷战，两国都卯着劲想要增强自己的武器储备，美国明面上是发展核电，其实私心是想利用核电的废料——钚-239制造核武器。而钍燃料过于“无害”，裂变循环产生的副产品是镤-233，不符合美国的预期，因此这个偏向民用的计划很快只能被迫下马。
几十年后，人类舍弃了战争的私心，重新考虑起这种相对清洁的核能源，才发现它的优越所在。不过，铀核电发展了那么多年，现在突然要转到钍的方向，国际上是非常缺少相关产业链的。 一座核电反应堆不只是它本身，更代表了一套完整的核工业系统。就拿钍基熔盐堆技术来说，它燃烧过后，会产生名叫二氧化钍的废料，这种废料的化学性质稳定，所以需要在废料中引入少量的硝酸和氟化氢让它溶解，这样必定会加剧废料的腐蚀性，需要寻找新的材料来盛装。 不止是燃料保存问题，燃料的材质、反应堆的结构、热力稳定性、如何换料等等都是全新的课题，没有任何国际经验可供参考。
因此，我国和印度还都在摸索的路上，谁能先突破这些瓶颈，谁就能走在世界前沿，作为第一个将钍反应堆商用的国家，极大改变世界的能源局势。 在此，我先给中国押上一票，毕竟大话谁都会说，拿出实绩才是硬道理！ |
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