大陸發展下一代核電　全球首座釷基熔鹽實驗堆　2035年前拚百MW示範發電

中國大陸近年積極發展第四代核能技術，其中被視為下一代核電技術的「釷基熔鹽堆」已從實驗階段逐步邁向示範工程。位於甘肅省武威市民勤縣的2MW（兆瓦）液態燃料釷基熔鹽實驗堆TMSR-LF1，由中國科學院上海應用物理研究所主導建設，目前是全球唯一已運轉並完成釷燃料入堆實驗的熔鹽堆。中方規劃後續興建10MW級研究堆，並朝2035年前後完成百MW級示範工程的目標推進。

據大陸中科院上海應用物理研究所資料顯示，自2011年啟動釷基熔鹽堆核能系統戰略先導專項，2017年確定實驗堆落腳甘肅武威民勤。TMSR-LF1在2023年10月首次達到臨界，同年12月成功發電，2024年6月達到滿功率運轉；2024年10月更完成全球首次熔鹽堆加釷實驗。到了2025年11月，實驗堆首次完成釷、鈾核燃料轉換，取得釷進入熔鹽堆運轉後的實驗數據。

這項進展之所以受到關注，在於釷本身並不是可以直接拿來進行裂變發電的燃料。簡單來說，釷-232吸收中子後，經過一連串核反應，可以轉換成具有裂變能力的鈾-233，再利用鈾-233產生能量。因此，真正的技術關鍵，不只是「找到很多釷」，而是能否建立一套穩定、安全且可以長時間運轉的「釷－鈾燃料循環」。

不用傳統高壓水冷　熔鹽同時扮演燃料載體與冷卻劑

與目前主流的傳統核電廠不同，熔鹽反應爐使用液態氟化熔鹽作為燃料載體與冷卻介質，反應堆在約600至700℃高溫、接近常壓的環境下運轉。

傳統核反應爐通常需要高壓水系統把熱量帶走，再透過蒸汽推動汽輪機發電；熔鹽堆則是利用高溫熔鹽帶走反應產生的熱能，再經由熱交換系統產生電力。由於沒有傳統壓水式反應爐的大型高壓水系統，因此設計上可降低高壓事故風險。

此外，TMSR-LF1還設計「冷凍塞」安全機制。當發生斷電或溫度異常等狀況時，冷凍塞可以因溫度升高而熔化，使液態熔鹽在重力作用下流入下方的緊急儲存槽，讓核反應停止。這類設計屬於被動式安全機制，也就是在部分事故情境下，不必依賴外部電力或人員操作即可啟動。

不用大量冷卻水　戈壁、荒漠也能成為選址地點

熔鹽堆另一項受到關注的特性，是對水資源的需求較低。傳統大型核電廠通常需要大量冷卻水，因此選址多半靠近海岸或大型河川；熔鹽堆則可以採取不同的冷卻與散熱方式，理論上更適合缺水的內陸地區。

對幅員遼闊、部分地區乾旱的中國大陸而言，這項特性具有特殊吸引力。未來若技術成熟，西北地區的戈壁、荒漠等地區可能成為相關核能設施的潛在選址區域，再透過高壓輸電系統把電力送往人口及工業較密集的東部地區。

釷資源能用「兩萬年」？專家說法須看清楚

網路上經常出現「中國釷資源可用兩萬年」、「釷是準無限能源」等說法，但這類說法必須加上前提。

根據大陸公開資料，探明釷資源量約28.6萬噸，主要與稀土資源伴生，其中包括內蒙古白雲鄂博等礦區。不過，資源量不等於可以直接拿來發電的燃料量，實際可利用程度還涉及開採、提煉、燃料循環、反應爐效率及整體能源需求等因素。因此，「兩萬年」比較適合作為理論上的資源潛力估算，而不是代表中國未來真的可以連續使用兩萬年、完全不需要其他能源。

除了資源豐富之外，釷基熔鹽堆也被寄予降低核廢料處理壓力的期待。

根據中方公開資料，釷基熔鹽堆產生的長壽命放射性廢棄物，有望比傳統核電系統降低；部分設計也能透過燃料循環，提高核燃料利用率。不過，熔鹽堆仍然會產生放射性裂變產物與其他放射性物質，因此不能簡化成「沒有核廢料」或「幾百年後完全沒有輻射」。此外，熔鹽堆若要真正實現完整燃料循環，仍涉及燃料處理、放射性物質分離及長期安全管理等工程問題。

釷基熔鹽堆雖然具有不少理論優勢，但要從實驗堆走向大型商業核電廠，仍面臨不少工程挑戰，其中最重要的就是材料問題。

熔鹽長時間處於約600至700℃高溫環境，再加上輻射作用，會對反應爐內部的管線、容器及其他設備造成腐蝕。設備如果長時間承受高溫、輻射與化學腐蝕，如何確保數十年使用壽命，將直接影響未來商業化。

研究團隊目前針對相關材料持續研發，並提出自研鎳基合金GH3535等材料。中方資料稱，透過材料改良，熔鹽腐蝕速率已大幅降低。不過，實驗數據與商業電廠長期運轉仍是兩個不同階段，最終仍需透過大型示範工程驗證。

「商業釷堆」還沒出現　大陸仍在最後一段路上

目前武威TMSR-LF1的主要任務仍是進行技術驗證，距離大型商業核電廠還有一段距離。

大陸目前採取「實驗堆、研究堆、示範堆」三階段路線，規劃在甘肅武威推進10MW級研究堆，進一步累積長時間運轉及工程資料；下一階段則瞄準百MW級示範工程，目標在2035年前後建成並網發電。

換句話說，真正的關鍵並不是「實驗堆已經成功」，而是能否把2MW級實驗裝置的技術，放大到百MW甚至更大規模，同時解決設備壽命、燃料循環、維修、成本及長期安全等問題。

如果未來百MW級示範工程能夠長期穩定運轉，釷基熔鹽堆的意義可能不只是增加一種核電技術，而是為能源安全提供另一條路徑。不過，這些都是建立在技術成功商業化的前提之上，短期內不太可能出現「釷堆取代所有核電、火力及再生能源」的情況。

值得注意的是，武威TMSR-LF1雖然被稱為全球首座釷基熔鹽實驗堆，並已完成多項重要測試，但它仍屬於實驗性質，不能與真正的大型商業核電廠畫上等號。

因此，現階段若稱它為「全球首座具商業發電能力的釷基熔鹽堆」，仍應以未來百MW級示範工程實際建成並網為判斷依據。

從2011年啟動專項，到2023年實驗堆首次達到臨界，再到2025年完成釷－鈾燃料轉換，大陸已經走過超過10年的研發歷程。下一個真正的考驗，是能不能把實驗室成果轉化為可以長期、安全、經濟運轉的大型核能設施。