《自然》杂志称，中国或在本月底甘肃省武威市对世界首个钍核反应堆进行测试。该核反应堆虽然功率只有2兆瓦，但是能为约1000住户提供电能。若此次测试结果令人满意，中国将在2030年前建造一个为10万居民提供电力的373兆瓦的同类反应堆。这说明了我国是第一个尝试将这项技术实现商业化的国家，同时也将成为该项技术的出口国。

1吨钍可以提供相当于200吨铀或者350万吨煤所提供的能源，而世界上已知的钍储量可以至少为世界提供1万年的能源支持。因此，在能源供应危机以及双碳的大背景下，钍核反应堆商业化具有很大应用价值。

核反应堆既是能维持可控自持链式核裂变反应以实现核能利用的装置，也是核电站的心脏。当前，我国广东、浙江、江苏、福建、辽宁等省份都有核电站，值得一说的是装轻水堆核电站有50多座。

为了可持续发展、防止核扩散以及提高安全性和经济性，中国研究者便使用了钍（Th）代替铀（U）作为核反应堆的燃料。

铀是锕系元素的一种，原子序数为92，相对原子质量为238.03，在自然界中存在三种同位素，分别是铀238，铀235和铀234，均带有放射性，且半衰期（数十万年~45亿年）非常长，所以在工业上没有什么应用价值，不过铀235最为重要，是核动力的燃料。

世界铀矿资源总量达到954.69万吨，主要分布在澳大利亚、加拿大、哈萨克斯坦等国。虽然铀资源的储量不低及在地壳中的含量非常高，但是由于铀矿分布广、提取铀的难度较大和成本较高，所以U通常被人们认为是一种稀有金属。

得益于钍元素的发现，有望解决未来铀核燃料供应紧张的问题。也就是说在50或100年后，当铀储量开始耗尽时，钍核燃料将成为一项非常有用的技术。

钍是锕系元素的一种，原子序数为90，相对原子质量为232.04，天然钍几乎全由钍232组成，带有一定的放射性，半衰期约为1.4×10e10年，在核反应堆中具有良好的应用前景。

相对于U来说，Th更适合作为核燃料，主要原因有以下几点：一是自然界中的钍储量要比铀多得多，主要分在巴西、土耳其，加拿大和美国；二是钍是更清洁的解决方案，因为燃烧时不会产生剧毒化学物资；三是钍核反应堆可以建在偏远的沙漠地区，而铀核反应堆不行，因为它需要大量的水进行冷却。

专业人员表示，钍核燃料反应堆的内部循环因是钍基熔融盐，而能作为冷却剂，从反应堆堆芯中输出热量，故使整体体系的工作压力比常规的核反应堆更低，安全性更高。此外，钍核反应堆能生产出相对廉价的核能，而且产生寿命极长的放射性废料也比传统反应堆的少。

钍基熔盐堆又叫作液态氟化钍反应堆，简称TMSR，采用熔盐状态燃料以及采用钍-232作为增殖燃料，利用钍-铀循环产能，方式是在热中子堆中把钍232转化为另外一种核燃料铀233，然后把铀233分离出来返回堆中循环使用。它是第四代核能系统国际论坛上由国际核物理和核能领域专家们定出的六种堆型中熔盐堆的主要堆型，具有之前的核电技术不具有的诸多优势，主要体现在五个方面：

第一，钍基熔岩堆安全系数高。

钍基反应堆发电技术是比以往的核电技术反应堆安全得多的核能发电技术，它基本不会出现高温烧毁的情况，因为当反应堆内温度超过预定值时，其底部的冷冻塞就会自动熔化，携带核燃料的熔盐将全部流入应急储存罐中，核反应也就随即终止了，之后反应堆就会迅速降温了。而作为冷却剂的复合型氟化盐在冷却后凝固，基本不会泄露和污染环境。正常情况下钍基反应堆产生的核废料也很少，不到铀和钚核反应堆的1‰呢，而且其危害可从几万年降低的几百年。所以钍基反应堆被看作是未来核能发电领域最安全的反应堆技术之一。

第二，热转换效率更高。

钍基熔岩堆的堆芯燃料是溶解于氟盐中的钍铀混合物，氟盐的熔点为550℃，沸点是1400℃，其工作环境可以实现常压高温（700℃），液态燃料流入改进后的堆芯后达到临界值发生裂变反应产生热能，热量被自身吸收并带走，流出堆芯后重返次临界状态，这样可以做到循环使用，运行时氟盐热容可获得比先前的核电技术更高效率的热能，这代表着热电转换效率更高，其采用布雷顿热循环，热点转换效率可达到45%-50%，高于目前主流反应堆朗肯循环（33%），可是利用热量更大。

第三，节省水资源，环境兼容性大。

上面讲了钍基反应堆的冷却剂是复合型氟化盐，不像铀和钚反应堆那样需要消耗大量的水资源，所以环境兼容性较大，在缺水的地方也可以建造和运行。

第四，钍矿资源远比铀和钚更丰富。

地球地层中钍的储量较高，远高于铀和钚等元素，如萤石矿中就含有钍，矿产来源要容易得多，我国目前已探明的钍蕴藏量在30万吨以上，诺贝尔物理学奖获得者，卡罗·卢比亚曾经说过，如果用它来发电，按照目前的电能消耗来算，中国钍的储量能够保证未来许多个世纪的发电供应，大致可以使用两万年。

第五，用于外太空

根据能量守恒定律，能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式。那么，长时间在外太空运转的飞船的各种系统的机械能和光能是由什么能量转化来的呢？答案是电能。航空设备电能除了来源于蓄电池、燃料电池和太阳能电池以外，还可以从核电站获取。而采用哪一种方式供电，需要根据载人航天器要求的用电功率大小、在空间停留时间的长短和使用条件等因素来决定。

可以预见，在不远的将来人类将兴建月球等适于人类长期驻守的月球空间站，乃至月球社区，人类完全可以凭借小型钍核电站进行初期的建设和主要能量来源，进而可以进行月球上极具开发价值的新能源——氦资源的开发利用。

如果采用核电技术的话，未来我们去火星时，就不需要专门携带一台发电机，因为我们的飞船本身就携带了一座核电站。相对于水电站和铀核反应堆来说，小型TMSR更适合为载人航空器提供电能，因为它具有体积重量较小、使用寿命较长、安全性较高、环境兼容性较大等优点。

可见，作为国际上正在发展的第四代反应堆技术，上述五大颠覆性优势也说明钍基熔盐堆具有突出的安全性和可开发性，它也正是目前国际先进核能的研发热点，我国在这方面的研究“处于国际引领地位”，甘肃武威钍基反应堆此次试验意义重大，若能成功运行将代表着我国在这项技术上率先取得突破，今后我们或无需在核能发电原料上依赖他国供应，摆脱能源需求对外依赖的日子越来越近了。

文章来源： 中钨在线，科普大世界