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记者从中国科学院上海应用物理研究所（以下简称“上海物理所”）获悉，位于甘肃省武威市明清县的2兆瓦液体燃料钍基熔盐实验堆（以下简称“实验堆”）已成功转换世界首个钍铀核燃料。该实验堆目前正在运行，是世界上唯一添加钍燃料的熔盐堆，为我国未来大规模钍资源的开发利用和先进第四代核电系统的发展提供了基础技术支撑和可行的解决方案。实验钍基熔盐反应堆建造室。照片由中国科学院上海应用物理研究所提供。钍基熔盐堆具有以下优点：无水冷却并在大气压下运行。能源安全是关系一国经济社会发展的全局性战略问题。随着电力需求的快速增长造成能源供应缺口，核电成为解决能源困境的重要新能源选择。目前，有三种裂变同位素可用作核反应堆的核燃料：铀235、钚239和铀233。其中，铀235是唯一天然来源的裂变核素，但其天然铀含量仅为0.7%左右。如果我们仅仅依靠铀235作为核燃料，天然铀很快就会耗尽。为此，科学家们正在利用核反应堆来转化占天然铀99%以上的铀238，以及人造裂变核素中含量最丰富的钍232、钚239和铀233，从而大大增加裂变核燃料的用量。钍资源广泛分布分布于地壳中，探明储量约为铀资源量的3至4倍。我国钍资源尤为丰富，工业储量达28万吨，仅次于印度位居世界第二。钍基熔盐堆（TMSR）核电系统是一种采用钍作为核燃料、熔液盐作为冷却剂的先进核电装置。熔盐堆是第四代核裂变反应堆的先进类型之一，具有固有安全性、无水冷却、常压运行和产生高温能量等重要优点。它是国际公认的核能钍资源利用的最佳反应堆类型。传统的固体燃料反应堆具有聚变堆芯。存在放射性物质熔化和泄漏的风险。乌克兰切尔诺贝利、日本福岛等核事故因核心部件泄漏爆炸，核燃料崩溃达到临界质量。相比之下，钍基熔盐反应堆是国际第四代反应堆核系统研究六种候选反应堆类型中唯一的液体燃料反应堆。处于熔融状态的熔盐携带核燃料进行“燃烧”并持续产生能量。而且完全燃烧后，理论上产生的长寿命亚锕系核废料仅比现有技术小1000倍。熔盐炉还具有许多安全功能。当熔盐反应堆内的熔盐温度超过预定阈值时，底部的冻结塞自动融化，携带核燃料的熔盐全部流入熔盐储存罐，停止核反应。同时，反应堆在常压环境下运行，操作简便、安全。氟化盐冷却剂变成固体d冷却后，不仅有效防止核燃料泄漏和扩散，还可以防止核燃料与地下水相互作用造成生态灾难。实验钍基熔盐反应堆主体正在进行安装。照片由中国科学院上海应用物理研究所提供。在核不扩散治理层面，钍基燃料也可以避免核武器扩散风险。常规铀反应堆产生的核废料含有大量钚239，这是一种很容易用来制造核武器的核燃料，存在潜在的扩散风险。钍铀燃料循环系统生产的核燃料易于检测和监控，防止不当转移，并从源头上建立强大的核安全防线。钍基熔盐堆主要设备100%国产。 2011年，中国科学院f Sciences启动了上海材料科学研究所牵头的首批领先科技战略项目“未来先进核裂变能源——Tor基熔盐堆核动力系统”。专项推进期间，约100家国家级科研院所、大学和行业组织组成研发联合体，系统解决实验堆设计、材料和核心设备研制、安装调试、反应堆安全等一系列技术问题。最终，整个实验堆国产化率超过90%，核心核心设备100%国产化，并建立了自主可控的供应链体系。实验堆建设稳步推进，从立项到稳定运行，2017年11月，实验堆在武威市明清县建成整个e.设备的安装于2022年5月完成。一年后（2024年），实验堆成功满功率运行，反应堆出口温度达到650℃，为后续实验堆添加钍燃料奠定了坚实的基础。 100兆瓦钍基熔盐堆示范项目预计10年内建成。 2024年10月，实验堆完成了世界首座加钍运行的熔盐堆，论证了堆内钍232到铀233核素转化链的成功建立，初步验证了熔盐堆使用钍燃料的技术可行性，为钍资源的大规模开发利用奠定了重要的科学基础。目前，科研团队正在对相关基础科学问题进行系统研究。添加钍后。作为TMSR“实验堆、研究堆、示范堆”三阶段战略的第一个关键节点，实验堆的突破具有创新意义。下一步，上海化工研究院将与国家电力投资集团等企业紧密合作，共同打造钍基熔盐堆产业链和供应链，目标是2035年完成100兆瓦钍基熔盐堆示范工程并实现示范应用，为国家安全可靠钍基发电提供新路径。新京报记者张璐、编辑张守敬、校对付春民