甘肃武威的戈壁深处,一座银灰色的实验堆体静静矗立。这座2兆瓦钍基熔盐实验堆自2023年10月首次临界以来,已累计稳定运行超1.3万小时,成为全球首个实现熔盐堆加钍燃料稳定运行的装置。当国际核学会理事会专家通过远程视频看到堆体控制屏上跳动的数据时,会议室里爆发出热烈掌声——中国用自主技术让沉寂半个世纪的钍基熔盐堆重获新生。
这项颠覆性技术的突破,始于一位科学家的"逆行"选择。2011年,时任中科院上海应用物理研究所所长的徐洪杰,在主持亚洲最大同步辐射装置上海光源项目期间,突然决定转向当时被视为"技术死胡同"的钍基熔盐堆研究。这位参与过多个国家级核能工程的科学家,带着团队用半年时间完成数十份技术论证报告,跑遍中科院十余个研究所争取支持。"美国70年代放弃的技术,我们为什么不能重新激活?"徐洪杰的坚持,让中国成为全球首个重启该领域研究的国家。
初创期的艰难超出想象。2012年,项目组在临时仓库里支起办公桌,二手设备与员工自带的笔记本电脑组成最初的研究阵线。当听说研究的是"美国都放弃的技术"时,近三分之一的成员选择离开。徐洪杰骑着自行车穿梭于清华、西安交大等高校,用"能源安全"的愿景打动年轻学者。他甚至自掏腰包购买实验记录本,在戈壁滩上搭建起最初的科研阵地。
熔盐腐蚀设备是横亘在前的第一道难关。徐洪杰带领团队走访航天科技集团、中科院金属所等单位,推动跨界研发特种合金。经过三年攻关,国产熔盐容器材料成功通过测试,这项突破让美国橡树岭实验室都专程派员来华交流。2017年武威实验堆动工时遭遇强沙尘暴,六十多岁的徐洪杰第一个冲进风沙,和科研人员手拉手护住设备,眼镜片被划出数道裂痕仍笑着说:"设备没事就好。"
如今的技术突破远超预期。2024年6月17日,当2兆瓦实验堆首次满功率运行时,监控屏上稳定的数据让所有人热泪盈眶。这一天恰逢中国第一枚氢弹爆炸57周年,徐洪杰哽咽着对团队说:"咱们没给老一辈核人丢脸。"同年10月,世界首次熔盐堆加钍实验成功完成,从纳米碳化硅滤器到熔盐净化系统,核心技术实现100%国产化。
支撑这项突破的是中国独有的资源禀赋。内蒙古白云鄂博矿区探明的28万吨钍储量,按当前能源消费量计算可支撑全国2万年需求,而铀储量仅能维持百年。1吨钍完全裂变释放的能量相当于350万吨标准煤,10兆瓦堆每年仅需十几公斤钍燃料。更颠覆认知的是其安全性:液态氟盐燃料泄漏会自动凝固,常压运行模式从根源上消除了传统核电的高压风险。
当中国堆体稳定运行时,全球竞争格局已悄然改变。美国2025年向爱达荷国家实验室投入1.2亿美元专项基金,印度巴巴原子研究中心在燃料球研发上公开承认"技术进度落后中国5年以上"。目前全球有6个国家加速推进钍基熔盐堆研究,但中国的2兆瓦实验堆运行数据积累量已远超其他国家总和。
这项技术带来的变革正在渗透日常生活。测算显示,钍堆发电综合成本已降至0.29元/度,仅为煤电成本的一半。甘肃化工企业利用堆体700℃高温余热预处理原料,使终端产品价格下降15%。未来电动汽车充电100公里成本可能低于2元,北方冬季供暖费用有望减半。沙特、阿联酋等国已通过国际能源合作渠道表达合作意向,希望将这项技术引入沙漠地区。
2030年,10兆瓦钍基熔盐研究堆计划实现首次临界。从戈壁滩上的临时仓库到全球领先的技术高地,从被质疑的"冷门"领域到改变能源格局的突破,中国科学家用二十年时间证明:在核能领域,中国不仅能追赶,更能引领。