中國(guó)實(shí)驗(yàn)性釷基熔鹽反應(yīng)堆正在甘肅省武威建設(shè)。(路透社：卡洛斯·加西亞·羅林斯)

中國(guó)科學(xué)家即將首次啟動(dòng)一個(gè)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆，該反應(yīng)堆被一些人認(rèn)為是核能的圣杯——更安全、更便宜且武器化的可能性更小。

根據(jù)甘肅省政府的一份聲明，釷基熔鹽反應(yīng)堆的建設(shè)預(yù)計(jì)將于本月完成，首批測(cè)試最早將于 9 月開始。

釷是一種具有放射性的金屬元素，與元素周期表中的鈾相近，在 1940 年代美國(guó)首次開發(fā)核能技術(shù)時(shí)，它被認(rèn)為是一種替代燃料。

美國(guó)人甚至在田納西州的橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)性的基于釷的熔鹽核反應(yīng)堆，但美國(guó)在 1970 年代初期關(guān)閉了它并放棄了釷，轉(zhuǎn)而使用鈾。

這座新反應(yīng)堆建在中國(guó)北方戈壁沙漠邊緣的武威，是一個(gè)實(shí)驗(yàn)原型，設(shè)計(jì)的輸出功率僅為 2 兆瓦。

在橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的熔融鹽釷反應(yīng)堆于1969年被關(guān)閉 (維基共享資源：ORNL)

根據(jù)上海應(yīng)用物理研究所在中國(guó)科學(xué)期刊《核技術(shù)》上發(fā)表的一篇論文，較長(zhǎng)期的計(jì)劃是開發(fā)一系列小型熔鹽反應(yīng)堆，每個(gè)反應(yīng)堆可產(chǎn)生 100 兆瓦的能量，足以供約 10 萬(wàn)人使用。

該報(bào)稱，熔鹽廠不像傳統(tǒng)核電站那樣用水冷卻，因此可以建在沙漠地區(qū)，例如中國(guó)人口稀少的西部地區(qū)。

據(jù)報(bào)道，第一批使用新技術(shù)的商業(yè)工廠計(jì)劃于 2030 年上線。科廷大學(xué)物理學(xué)副教授 Nigel Marks 表示，中國(guó)推動(dòng)釷作為核燃料的發(fā)展令人興奮。

“他們有效地重新啟動(dòng)了一項(xiàng)美國(guó)在 60 年代封存的研究計(jì)劃，”馬克斯博士說(shuō)。“誰(shuí)知道呢，也許在不同的氣候和不同的經(jīng)濟(jì)條件下，他們可以讓它發(fā)揮作用。”

釷比鈾豐富得多，澳大利亞擁有世界上最大的儲(chǔ)量。(維基共享資源：W Oelen)

釷——以北歐雷神托爾的名字命名——與鈾相比有幾個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)。來(lái)自釷的放射性廢物只需要儲(chǔ)存大約 500 年，而鈾則需要數(shù)千年。用釷制造武器級(jí)鈾也更加困難和耗時(shí)。

一些釷支持者甚至推測(cè)，美國(guó)只使用鈾而不是釷，因?yàn)樗m合制造核武器。然而，馬克斯博士說(shuō)這“都是胡說(shuō)八道”。

“自 40 年代初的第一座反應(yīng)堆開始使用鈾的主要原因是因?yàn)殁櫟囊磺卸己苋菀祝?rdquo;他說(shuō)。“只有一種元素可以開箱即用地自然產(chǎn)生裂變反應(yīng)，那就是鈾。釷，原則上，你可以釋放能量，但它遠(yuǎn)沒有鈾那么容易。”

例如，釷是富饒的而不是易裂變的，這意味著它需要另一種核技術(shù)，通常是鈾反應(yīng)堆，來(lái)啟動(dòng)釷鏈，他說(shuō)。

“從化學(xué)上講，這是一種非常不同的元素，”他說(shuō)。“所以對(duì)于鈾來(lái)說(shuō)，碰巧很簡(jiǎn)單的事情，對(duì)于釷來(lái)說(shuō)恰好是復(fù)雜的。”

新技術(shù)可能會(huì)解決許多人對(duì)傳統(tǒng)核能的一些安全擔(dān)憂。(路透社：Benoit Tessier)

他說(shuō)，印度在 2008 年之前無(wú)法獲得用于核電站的鈾，幾十年來(lái)一直在努力開發(fā)釷動(dòng)力，但從未成功。

他說(shuō)，阻礙釷作為潛在燃料來(lái)源的主要因素是開發(fā)新技術(shù)的費(fèi)用和風(fēng)險(xiǎn)，而這種新技術(shù)最終可能無(wú)法奏效或具有成本效益。

馬克斯博士說(shuō)，同樣的熔鹽技術(shù)可以很容易地用于鈾和釷。使用熔鹽代替水意味著反應(yīng)堆不能像傳統(tǒng)的水冷反應(yīng)堆那樣熔化。

熔鹽反應(yīng)堆也可能更便宜，因?yàn)樗鼈儾恍枰訅阂苑乐估鋮s水變成蒸汽。馬克斯博士說(shuō)，中國(guó)的做法不是“把所有雞蛋放在一個(gè)籃子里”。

“他們擁有幾種不同的技術(shù)，而且他們?cè)谡麄€(gè)核領(lǐng)域都在追求不同的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)，”他說(shuō)。“所以他們給了它一個(gè)很好的機(jī)會(huì)，我真的很想知道會(huì)發(fā)生什么。”