钍反应堆：人类到底能不能拥有一种“终极能源”解决方案，既便宜、又低碳，而且在地球上的储量接近无限？

​关于最近各地的电力紧张、拉闸限电问题，我们已经从储能技术的角度探讨过了。不过这两天，我在和青年科学家彭天放老师聊天的时候，他给我提供了一个新的视角，就是人类到底能不能拥有一种“终极能源”解决方案，既便宜、又低碳，而且在地球上的储量接近无限？

说到这儿，你可能会想到受控核聚变发电技术。这项技术确实堪称人类在能源领域的终极解决方案，但是它的难度太大了。我们这代人，在有生之年能不能用上核聚变发的电，这件事还说不好。彭天放老师告诉我，其实除了核聚变，还有另外一项发电的黑科技，非常接近这个终极理想。到底是什么，我们赶紧来听听彭天放老师的“硬科技报告”。

9月7号，《自然》杂志网站报道了一项中国正在低调测试的黑科技，叫做“钍反应堆”技术。这里的钍，是元素周期表中第90号元素。就在本月，我国在甘肃武威启动了钍反应堆的试运行，这是世界上第一个“钍反应堆”的商业化试运行项目。

你知道，过去的核电站主要是采用铀或者钚这两种元素进行发电的。这个之前没有怎么听说过的“钍”元素是怎么发电呢？其实，钍元素发电的物理过程，跟另外两种元素一样，都是通过原子核的裂变产生能量。只不过，钍元素的裂变过程要多一步，就是钍原子需要首先吸收中子变成铀233原子，然后再裂变释放能量。

听到这里你可能会问了，既然钍元素需要先变成铀元素再进行裂变，为什么不直接用铀元素就好了？用钍来做核原料有什么优势呢？——你别说，这个优势还真的很大。

第一个优势，是钍元素的储量非常丰富。根据目前探明的情况来看，它的储量大概是铀元素的4倍左右。这意味着使用钍元素来发电，足够全人类使用几千年。另外很重要的是，钍元素在我国的储量非常丰富，因为这种元素通常是和稀土元素混合在一起被开采出来的。

以前，因为钍元素在工业上没有什么用处，通常被当做稀土开采过程中的废物处理掉。现在，随着钍反应堆技术逐渐成熟，这些“废料”会发挥出非常大的价值。而且可以想象，随着钍元素有了应用价值，它的探明储量很可能会进一步增加。

第二个优势，是钍反应堆更加安全和清洁。提起核电站，我们会容易担心它的安全和污染问题，比如福岛核电站到现在还在产生新的核废水。但是钍元素就没有这些问题。钍反应堆产生的废料是一种固体的结晶盐，经过处理之后可以循环使用或者掩埋，对于环境的影响非常小。

第三个优势，是钍反应堆的发电效率更高。这一次被报道的反应堆，学术名称叫做钍基熔盐堆。通俗地说，就是基于钍元素作为核材料，用融化状态的盐作为热介质，来进行烧水发电的核反应堆。这种反应堆使用了融化状态的盐来进行发电，它的内部温度可以达到几百摄氏度，这种温度下的发电效率可以达到50%，比以往的核电站要高很多。

第四个优势，是这种钍反应堆发电，对于环境的适应性非常强。传统的核电站由于散热冷却，需要建设在像是大河或者海边这样水资源丰富的地区。这一方面提高了核电站建设的用地成本，限制了能够使用核电的地区，同时也带来了水资源污染的风险。而钍反应堆由于特殊的结构设计，对于建设地点就没有这么严格的要求，甚至有些钍反应堆还可以建设在地底下，最大限度降低了核电站对周围环境的影响。

听了这些优势之后，我想你肯定会好奇，我国在这项技术上的进展是怎么样的？非常自豪地说，我国在钍反应堆上的技术走在了世界的最前沿。我国甘肃武威的这座钍反应堆，是世界上第一个商用级别的钍基熔盐堆。

据报道，这座反应堆将首先为大概1000户人家提供电力。如果试运行顺利，我国未来将建设规模更大的、能够为10万人提供生活用电的发电站。比起还很遥远的受控核聚变发电技术来说，钍反应堆可能是在我们有生之年就能够实现的能源革命。