這兩天看到頭條上關於釷基熔鹽堆的文章多起來了。掐指一算，原來我們的試驗型釷基熔鹽堆開始執行的日子要到了。那麼釷基熔鹽堆究竟是個什麼東西？憑什麼稱它是神器呢？釷基熔鹽堆5個字，最後1個字“堆”，告訴你它是一個核反應堆；前面兩個字“釷基”說的是核反應堆燒的燃料。為什麼專門要把這個東西拿到名字上來？因為傳統的核反應堆燒的燃料大多數都是鈾，這個燒的是釷而不是鈾，所以特別強調它是釷基的；中間的兩個字“熔鹽”說的是這反應堆的導熱工質。
通常我們常見的反應堆像壓水堆、高溫氣冷堆、金屬堆，講的都是工質。最常見的是壓水堆，就是用水作為導熱工質，把反應堆當中的熱量傳匯出來的；氣冷堆是用氣體傳導熱量；金屬堆則是用熔化的低熔點金屬像鈉、鉛來傳導熱量。此前大規模應用最多的還是壓水堆。而現在我們看到的這個堆使用的是熔化的鹽。當然這個鹽不是我們平常吃的鹽，我們平常吃的鹽是氯化鈉。那麼這個鹽是氟化物，可以簡稱氟鹽。
釷基熔鹽堆神，神在哪裡呢？首先講傳統核反應堆的三大毛病，安全、廢料、燃料。
先講毛病最小的燃料。此前的核反應堆基本都是燒鈾的，鈾這個東西我們國家的儲存量並不豐富，所以燃料對我們來說是存在問題的。釷就不一樣了，釷在我們國家的資源量極為豐富。豐富到什麼程度呢？有一個說法，說是夠我們用上萬年。別管這個說法當中有多少水分，咱們給它減一個零，幾千年，這個用起來足夠了吧。
再講第二個毛病，廢料。傳統的反應堆產生的核廢料很麻煩，一個是量大；二是半衰期長。量大先不說了，就說這半衰期吧，一整幾千上萬年。也就是說等到幾千上萬年後，這個東西的危害性才會消失。而釷堆的核廢料就不一樣了，量少，而且主要成分的半衰期要短得多。有個百八十年，就過了半衰期了。
再講第三個，也是最要命的毛病，就是安全。日本的福島核電站事故之後，人們是談核色變。所以有些國家和地區乾脆就奉行了“去核”政策，不再搞核電了。所以未來發展核反應堆，安全問題是個大問題。這個問題解決不了，就不可能大規模的應用。那麼傳統的反應堆安全問題最要命的是在哪呢？別的不說，咱們就講一旦出現大的事故，我們看到的就是爆炸，不管像切爾諾貝利還是福島，都是這個問題。為什麼會爆炸呢？因為反應堆的一回路是高壓狀態的，就像我們家用的高壓鍋一樣。一旦出了問題，是要爆炸的。而一旦反應堆出了問題，擴散出來的放射性物質很多是氣體和液體。氣體和液體這個東西無孔不入，於是核擴散就很難被控制住。而熔鹽堆就不一樣了。熔鹽堆的導熱工質是熔鹽，所以一回路是常壓。常壓的東西，爆炸的風險幾乎是不存在的。而如果出了事故，熔鹽堆堆內溫度超過了設計溫度的時候，盛放熔鹽的罐子的底部有一個塞子。過了這個溫度就會被融化掉，於是熔鹽就會從罐子當中流到下面的一個盆裡。熔鹽一旦流出去，反應就停止了。反應停止，溫度降低，熔鹽就變成了固體。固體雖然也有放射性，但是它好歹不會像氣體和液體那樣到處流，所以可控性就要高得多了。
解決了安全廢料和燃料問題，前景就很不錯了。而釷基熔鹽堆的好處還遠不止於此。釷基熔鹽堆當中的熔鹽在工作時，它的溫度可以達到6、700度。這個和壓水堆相比就差得很多了。
水的沸點是100度。為了讓壓水堆有效工作，就要提高它的沸點，把一回路做成高壓的。壓力提升了，水的沸點也就會提升。一般壓水堆當中，一回路的水沸點是200多300度的樣子。和熔鹽堆相比有兩個差距，一個從溫度上差了將近一倍；第二個，這是高壓水，也就是意味著一回路是高壓的。溫度的差別意味著什麼呢？從熱機工作原理上來說，工作溫度越高，效率越高。所以熔鹽堆末端輸出溫度高，能量的轉化效率要比壓水堆高得多。同時因為一回路是常壓，所以它的體積重量、生產成本都要比壓水堆低得多。體積重量小、成本低、轉化效率高，這在商業運用上是大優勢。
還有一個優勢，就是它對環境的選擇條件比壓水堆要低得多。過去的核電站我們看到基本上都是建在海邊，至少也是在水邊的，因為用水量很大。但是釷基熔鹽堆的用水量很低。我們看看現在的試驗堆放的地方就可以知道了，甘肅的武威。那是一個高度乾旱貧水的地區，不需要大量的水，那麼使得釷基熔鹽堆做的電站對環境條件的選擇性有大幅度的降低。
再一個好處就是利於出口。核電站出口面臨著一個重大的問題，就是要滿足國際上的《核不擴散條約》。傳統的核反應堆，它的產物或者說廢料裡都能提煉出來用於核武器的核燃料。所以傳統核電站的出口制約因素就比較多，賣起來比較麻煩。釷基熔鹽堆這個問題基本上沒有。因為它的反應產物基本上無法提取核彈的裝藥。好賣，這個東西太好了。它不光可以解決我們國家的清潔能源問題，還能幫我們賺錢,賺大錢。
其實釷基熔鹽堆還有一個很大的好處，好像別人講的都不多，我可以在這說一嘴。就是這個反應堆不僅可以用來發電，而且還可以用作其他的動力堆。咱們不是講了嗎，安全、體積重量小。那麼看看這個優點，放到船上做動力堆不是很合適嗎？的確是這樣。這個反應堆做動力堆可以說是優質的動力堆。它可以做得很小，甚至有人開玩笑說，可以小到放到汽車上作為汽車動力。
另外它還有一個優點是，它的燃料是液體的而不是固體。液體的燃料在熔鹽迴圈的過程當中可以不斷地加以補充，所以不像傳統反應堆那樣工作一段時間就要停堆換料。停堆換料是一個很麻煩的事兒，也是一個高階的技術活。對於核電站來說，停堆換料要少發電，少掙錢。對於艦艇來說，你要停堆換料意味著，有幾個月甚至一年多的時間沒法出航。這些對釷基熔鹽堆都不存在。
對中國而言，當下碳達峰、碳中和是大問題。解決這個問題必須從根子上抓。除了水、風、光這些無汙染能源外，核能是很大的一塊，特別像我們國家煤電佔比很高。未來更替煤電，那麼核電要大上。聚變反應，現在距離應用恐怕比較遙遠。那麼裂變反應就要找一個合適的堆型了，像釷基熔鹽堆這樣安全燃料豐富，建設條件要求低，你說它能不是神器嗎？
當然凡事都要一分為二，不能光講好處，這樣的一個神器為什麼到現在還沒有實現呢？肯定是有技術困難的。最大的技術困難是材料的問題，熔鹽是有腐蝕性的。整個反應堆一回路充滿著腐蝕性的熔鹽，那麼需要耐腐蝕的材料，而且這個耐腐蝕不是短期的耐腐蝕，是長期的，而且它是在高輻射條件下使用。高輻射條件下，材料會隨時隨地不斷地遭受到高能粒子的撞擊。高能粒子的撞擊，天長日久就會改變材料的性質。所以要過這個“材料不那麼容易。
但是現在，中國的釷基熔鹽堆的試驗堆馬上就要運行了。這個東西已經建設完畢，開始運行了。說明什麼呢？說明至少在材料上，第一步算邁過去了，應該是沒有大問題了。當然，它要經受日後相當長時間執行的考驗。看一看短期沒問題，是不是長期也沒問題。
最後說說期待吧。按照原計劃9月底釷基熔鹽堆的試驗堆，甘肅武威就要開始運行了。當然這個堆還只是一個試驗堆，它的輸出功率只有2兆瓦，也就是2000千瓦，夠點1000個電爐了。那麼下一步呢？下一步是到2030年。計劃2030年中國的第一座400兆瓦級的釷基熔鹽堆的商業反應堆開始執行。400兆瓦就是40萬千瓦，已經達到了實用級別了。
