近日,国家科学院宣布我国在甘肃武威建成的2兆瓦液态燃料钍基熔盐实验堆首次实现钍铀核燃料转换,成为全球唯一运行并实现钍燃料入堆的熔盐堆,标志着第四代核能技术取得重大突破。
据介绍,该技术利用我国丰富的钍资源(钍储量是铀的好几倍),通过中子轰击将钍转化为可裂变的铀-233,可避免传统核电对沿海地区的依赖,并减少核废料危害。目前实验堆核心设备国产化率达100%,计划2035年建成百兆瓦级示范堆,未来有望与太阳能、风能等形成多能互补的清洁能源系统。
一、钍基熔盐堆是什么?
钍基熔盐堆(Thorium Molten Salt Reactor, TMSR)是以钍-232为核燃料基础,采用熔融态氟化物盐作为燃料载体与冷却剂,通过“钍-铀”循环实现自持链式核反应的新型反应堆。其核心特征在于燃料与冷却剂一体化设计,无需水冷,可在常压、600-700℃高温环境下运行,并配备在线燃料后处理系统,从根本上优化了传统核电的技术路径。
天然的钍-232本身不具裂变能力,在吸收中子后转化为钍-233,经两次β衰变生成易裂变的铀-233,铀-233在中子轰击下发生裂变释放能量,同时产生更多中子,驱动链式反应持续进行,这个转化过程被称为“钍铀转化”。
高温熔盐在泵驱动下循环流动,吸收堆芯裂变能量后进入热交换器,将热量传递给二次冷却介质,进而产生蒸汽驱动汽轮机发电,冷却后的熔盐返回堆芯重复利用。
二、钍基熔盐堆的产业链结构与核心企业
现如今,我国已形成覆盖“上游矿产-中游制造-下游应用”的完整产业链,核心企业集中在设备制造、材料供应、工程建设等领域:
上游:钍资源与原料供应
1.包钢股份(600010):掌控白云鄂博矿区7万吨钍资源,占全国储量77.3%,2025年完成高纯度钍提取中试,成本降低30%,是钍燃料供应链核心。
中游:核心设备与材料制造
主容器、换热器、控制棒驱动机构、高温阀门等核心设备需求直接挂钩反应堆建设进度,具备自主化能力的龙头企业竞争优势显著。
1.宝色股份(300402):深度参与中科院项目,曾交付国家科学院上海应用物理研究所“钍基熔盐堆综合仿真实验平台项目”的主容器部分相关设备的加工承揽合同,为武威实验堆提供主容器及堆内支撑装置,攻克高温熔盐腐蚀难题。
2.浙富控股(002266):国内少有的液态金属主泵供应商,子公司提供控制棒驱动机构,技术应用于中科院实验堆并通过验收。
3.海陆重工(002255):公司拥有多款核电设备供应堆型,承制实验堆余排换热装置,具备设备制造相关技术积累。
下游:工程建设与运营
钍资源掌控企业将长期受益于燃料需求增长,而具备核电工程经验的企业将承接大量堆体建设项目。
1.上海建工(600170):与中科院合作推进TMSR技术布局,承接武威实验堆、福建10兆瓦研究堆等基建项目。
钍基熔盐堆作为第四代核能的标杆技术,凭借安全、高效、环保的核心优势,成为解决全球能源危机与碳排放问题的关键路径。尽管仍面临技术与成本挑战,但随着商业化路径的逐步落地,钍基熔盐堆有望在2035年后重塑全球能源格局。
对于投资者而言,当前正处于行业爆发前的关键布局期,核心材料、关键设备及资源类企业将迎来长期成长机遇,而这场“静悄悄的能源革命”,也将为人类能源未来提供更清洁、安全的解决方案。
