中國科學院上海應用物理研究所(SINAP)在核能發展史上樹立了重要的里程碑。該機構於2025年11月1日對外宣布,其釷熔鹽反應爐(TMSR)的關鍵實驗已圓滿成功。這項成就首次證明了在實際運作的核設施中,能夠將釷直接轉化為鈾。這項突破性進展無可辯駁地證實了在液態熔鹽系統中使用釷燃料的技術可行性,對於推動下一代核能技術的發展具有劃時代的意義。
這座名為TMSR-LF1的實驗性反應爐,坐落於甘肅省武威市,是目前全球唯一一座使用熔鹽釷燃料運行的反應爐。該設施在2023年10月達到臨界狀態,並於2024年6月成功實現滿功率運轉。尤其值得注意的是,在2024年10月,反應爐以最高功率運行釷鹽循環的十天期間,科學家們偵測到了鏷-233(Protactinium-233)的存在。鏷-233的出現,正是核燃料增殖過程成功的直接證據,表明可裂變材料正在反應爐內部有效地生成。
TMSR-LF1屬於第四代核能設計,其熱功率為2兆瓦(MW)。它採用氟化釷熔鹽(FLiBe)作為燃料,工作溫度範圍介於560°C至650°C之間。反應爐的基礎設施設計精巧,包括一個位於14米深乾井中的地下活性爐心。中國的熔鹽釷反應爐計畫始於2011年1月,當時制定了為期二十年的發展藍圖。TMSR-LF1的成功運行,使中國朝著全面開發其豐富的釷資源邁出了堅實的一步。
釷資源的儲量極為豐富,在地殼中的蘊藏量比傳統的鈾-235多出三到四倍,這為人類提供了更長遠的能源供應保障。釷反應爐在安全性方面具有根本性的優勢,因為它們無法引發失控的連鎖反應或核爆炸。此外,與鈾燃料循環相比,釷燃料循環產生的長壽命錒系元素和鈽更少,大幅減少了核廢料處理的難度。從能源產出潛力來看,1噸釷所能產生的能量,理論上相當於200噸鈾。而且,燃料的重新裝載週期可以延長至每30至50年一次。SINAP的下一步規劃是建造一座功率達100兆瓦的示範項目,並預計在2035年之前投入試點運營,這將徹底改變全球的能源版圖。
