2000年，美国组织了一场核能盛会，并邀请了法国、英国、日本、韩国等八大核电强国。
这场会议深刻影响了全球核电的未来格局，他们达成共识，并且逐步探讨出未来核能发展的六大技术方向，被称为：第四代核能技术。
但是让他们绝对没想到的是，这些未来核电技术将由另外一个国家引领，它就是来自东方的大国：中国。
而钍基熔盐反应堆也配的上这个称号，它被科学家称作：人类实现核聚变前的终极能源方案。
当然也有例外，比如隔壁的印度，他们一直在研究钍反应堆，国内建立了66座钍燃料反应堆，一直宣称自己是钍核反应堆的领导者，这里面的故事也挺精彩的。
但可惜的是，印度虽然建了很多反应堆，却同样未能攻克第四代钍核电站技术。
所以当中国宣布攻克了这些技术难关时，全球核能界立马开始了激烈的讨论，而且大部分科学家对中国获得的成果，有着非常正面的肯定。
世界上历史最悠久的科学期刊《自然新闻》对武威钍核反应堆进行跟踪报道，它引用某专家的话说：中国是第一个尝试商业化的国家。
麻省理工的核专家查理斯说：“中国的反应堆将给全世界提供一个大量研究的试验平台”，也肯定了我们的技术领先型，而英国的材料学博士班戈更加兴奋，他说“如果中国允许我参加试验，我会立刻飞过去。”
那么问题来了：钍基反应堆技术源于美国，为何被中国率先实现？钍核反应堆真能承担起未来能源的称号吗？印度又凭啥说自己的钍核反应技术领先全球。
大家好呀，我是熊猫，今天就来硬核科普一下钍基反应堆技术。
钍基反应堆技术的确是源于美国。
在二战期间，美国启动了曼哈顿计划负责研究核武器，其中位于田纳西州的橡树岭国家实验室负责浓缩铀的分类和提取，因此闻名世界。
但是很少有人知道橡树岭实验室还负责另外一个秘密项目：核动力飞机研究。
当时美国空军试图建造一架拥有超长续航的轰炸机，它可以携带核武器进行远程核威胁，能满足这架飞机需求的就是核动力飞机。
因此美空军制定了一个叫： ARE（飞行器反应堆实验）的项目。
而橡树岭实验室就是专门负责这项研究的机构，他们采用的技术路线就是熔盐反应堆，而此次中国钍基熔盐反应堆就是其中的一种。
1946年，曼哈顿计划中止，但是美国空军依旧保留了ARE项目。
1954年时，世界上第一座熔盐核电站诞生。当时的核燃料依旧是浓缩的U-235，而且属于第一代早期原型堆，所以它的缺点还是很明显的，一个是发电功率并不大，一个是成本却非常高，需要继续进行验证。
然而刚刚验证3年左右，ARE项目就遇到了重大转折。
1957年，苏联成功试射洲际弹道弹道，它的射程更远，速度更快，可以搭载核武器进行远程威胁，核动力轰炸机的“超远核威胁”一下子变得异常尴尬。
美空军因此决定暂停这项研究。
没有美军的支持，橡树岭实验室的熔盐核反应堆只能转战民用。
而且钍性能较好，同样一吨材料，钍燃料经过闭环使用，能提供的能源相当于200吨的铀。
因此钍原料被认为是“未来燃料之一”。
所以从经济上来看，钍基熔盐堆的前景比传统的铀核反应堆要更好。
这也是橡树岭实验室团队成员测试多种材料之后，最终选择钍基熔盐堆的原因。
1965年，世界上首个民用熔盐反应堆成功诞生，橡树岭实验室选择的就是以钍燃料作为熔盐堆的核燃料。
当然此时的钍基熔盐反应堆的技术还未成熟，它的功率只有2.5 MW，启动成本也很高，还有耐腐蚀等问题尚未解决，属于典型的第一代原型试验堆。
但钍燃料和熔盐堆的结合证明了盐堆的可行性，世界各国开始注意到这项技术。苏联、欧洲、日韩等国都在布局这项技术，中国也不例外。
1970年，中国启动“728工程”就是以钍基熔盐堆为研发对象。次年，橡树岭实验室再次实现突破，他们又完成了 1GW钍基熔盐增殖堆的设计。
如果能按设计建成，那么钍核反应堆有可能率先完成民用开发，就没有现在中国啥事了。
然而橡树岭实验室的设计还没正式验证，美国原子能委员会突然削减了投资，将重心转向了以铀为原材料的核反应堆。
美国原委会这么做不是没有理由的。
当时正处于美苏冷战的巅峰时期，美苏都在进行核武器警备，美国对于核武器的需求远大于
民用核设施。
核武器最重要的原材料就是U-235，而钍（Tu）只能逐步演变为U-233，也就是说它并不能用在核武器上。
一个可以军民两用，一个却只能用于民用，美军如何选一点也不奇怪。
于是性能更强、安全性更高、经济效应也更高的钍基熔盐堆就这样被打入了冷宫。
1976年，熔盐堆计划正式被叫停。
同样叫停熔盐堆研发的还有苏联，当时他们也有这项研究，但是由于切尔诺贝利核事故，苏联当时的核电站研发几乎都处于停滞状态。
没有了美苏带头，其他国家自然也不会热衷这项技术，也跟着暂停了这项研究，这一停就是四十年。
在这四十年中，人类用事实证明当初的选择并不是正确的，以铀为原材料的核电站更新迭代了三次，但是它的安全性一直是个重大的问题。
就连美国自己也发生了多次核事故，其中三哩岛核事故最严重，当时核电站有62吨堆芯熔毁，放射性物质外溢，事故等级被评为5级。
事后，美国花费10亿美元，历时14年才成功清理完核废料。
而在这次事故前后，美国的其他核电站也发生过多次核泄漏，他们在核电站的安全维护上，每年的花费多达20亿美元。
到了1999年，美国自己也意识到以铀为原材料的常规核电站局限性太大，于是他们终于下定决心改变这个现状。
如果是为了救赎，那么美国这次做的不错。
然后就有了开头，美国与日法英加等9国举行了高级政府代表论坛GIF，专门讨论第四代核电技术发展。
2001 年，9个国家正式签署了《GID宪章》，并且成立了专门的组织。
以美国为代表的全球100多位专家评估了130个核反应器，希望从中筛选出在稳定性、经济、安全、可靠、扩散抑制、物理保护等方面的核反应堆，尤其是安全性，更是重中之重。
戏剧性的是，他们发现曾经被美国自己抛弃的熔盐反应堆（MSR）恰好符合所有要求，而熔盐反应堆里的钍基熔盐核反应堆也恰好是最容易实现的路径。
为了方便理解，这边简单科普下。
传统的核电站是核反应发热，然后将水变成水蒸气，水蒸气带动汽轮机工作来发电，所以被形象称为“烧水壶”。
但是由于核反应过程产生的热量非常大，必须用水进行冷却，否则核燃料的堆芯就会融化，比如日本福岛就是因为堆芯融化造成严重的核事故。
而且反应堆内有水蒸气产生，它也会在反应堆内部产生非常高的气压，对于核反应堆也是非常大的考验，轻则管道破损水蒸气外泄，重则带着核燃料一起暴露。
也就是说，核燃料和水蒸气是核电站的潜在风险。
而熔盐堆则没有这个顾虑，它的结构和传统核电站差不多。
不过熔盐堆的核燃料和冷却剂都是业态的熔盐，所以就不存在融化和水蒸气带来的高压风险，
而且就算有极端情况的事情发生，那么由于燃料熔盐是液态，它可以直接通过应急系统流到反应堆下方的应急储存罐里，而不用担心发生气体泄露。
因此它的安全性比传统核电站高的多。
除此之外，钍元素在裂变过程中不会产生核武器的原材料，因此它在防止核扩散方面远比传统铀核反应堆更有优势。
正是因为这些优点，科学家们才发现原来曾被自己亲手抛弃的技术，正是自己苦苦追寻的理想方向。
好在这次大家逐渐形成共识，没有技术之外的因素制约。
2002年，GIF就发布了《第 4 代核能系统技术路线图》，熔盐堆和其他5种核反应堆共同被确认为第四代六大核电技术。
根据核能学家的普遍预计，这些类型的反应堆将在未来20年内横空出世，并在2030年就可以完成商业化运行，然后逐渐取代前三代技术。
因此有能力建核电站的国家，都想抢占先机，他们根据自己的情况重新布局钍基熔盐堆和各项技术，但是想要重启这项技术难度也非常大。
首先，有些国家无法全身心投入，一个是在这六种技术中，每个国家的能力和擅长的方向都不一样，在没有确认可行的方向前，有些国家都是抱着备胎的心态研究钍基熔盐堆。
其次，核电发展到现在已经经历了数次迭代，各个国家对于核电功率和成本的要求和上世纪完全不同，所以美国以前的概念设计无法满足现在的需求。
想要攻克钍基熔盐堆就必须系统性的全面研究，其中全新的核燃料，需要从头研究制备技术，而氧化钍的熔点高，制取核燃料的难度也跟着加大。
还有材料问题，由于反应堆产生高温后，辐射会损伤材料的耐腐蚀性能，而熔盐会与空气和水产生较强的腐蚀性，这两者又该如何避免。
类似的难点非常多，几乎全部都需要从头设计和研究。
面对这种困难，有些国家干脆就直接放弃了这项技术，不过也有两个国家非常特殊，一个是
一个是中国，还有一个是印度。
先说下印度。
它是为数不多选对方向的国家。
1954年时，印度著名的核物理专家霍米·巴巴根据本国的情况，提出了沿用至今的“三阶段核能计划”。
大概意思就是印度的钍资源比铀更多，而且钍更加容易提取，所以印度应该发展以钍为核燃料的反应堆。
这个计划得到当时的印度总理尼赫鲁的支持，于是霍米·巴巴为印度设计了层层递进的发展道路，而钍正是印度未来的终极核燃料。
因此在其他国家暂停钍核反应堆时，印度开始了以钍燃料为主的核反应堆建设。
所以当熔盐堆被选为下代核电技术时，印度非常的开心，他们国内的核能界对钍基熔盐堆引领者的地位非常看重。
2007年时，印度珀珀尔原子研究中心负责人就公开宣布：“到2020年，印度将是世上唯一用钍大规模生产核能的国家。
印度核能专家斯里尼瓦桑公开称“印度在第四代钍基核反应堆研究上是世界第一，没有人比我们更领先”。
斯里尼瓦桑不仅仅是印度核能界的权威，更是原子能委员会（AEC）的前主席，属于官方人物，由他直接出面宣誓，也标志着印度对于钍基核反应堆的信心。
后来印度又宣布将2025年印度会实现全球第一个商用钍反应堆，这个规划比中国早了很多。
事实上，他们也的确有这样的底气，因为从未放弃对钍燃料的研究，印度至今已经建设了66座钍燃料反应堆，有着非常丰厚的技术底子。
国内有些网友误认为这些钍燃料反应堆就是钍基熔盐堆，其实它们在各个标准上还达不到国际对第四代核电站的定义，充其量只能达到第三代，有些甚至只有第一代轻水堆。
但这并么有妨碍他们对钍基熔盐堆的自信。
然而印度的这些宣言在2021年被中国打破了。
中国的团队横空出世，抢在印度之前完成了钍基熔盐堆的技术验证、试验堆的建设等研究。
那么我们是如何做到的呢？为何能赶超美国和印度？
这还要从中国核能开始说起。
1970年代，全球发生能源危机，中国也无法避免，经常因为能源问题被限制用电，甚至东部重要工业区都实行开三停四的措施，工业发展面临很大的压力。
728工程初期就是以熔盐堆作为技术突破路线。
次年，“728 工程”建成了零功率冷态熔盐堆并达到临界状态，可惜当时中国核工业还未起步，很多技术问题无法解决，只能被迫停止这项研究，“728 工程”转为建设技术难度更低的轻水反应堆，它也成为后来著名的秦山核电站。
但是对于熔盐反应堆，我们也并未完全放弃。
2006年，中国加入了GIF组织，对于第四代核电技术的六大方向非常重视，因此在每个路线上先后都安排了发展计划。
由于中国的钍资源也很丰富，可供我们使用上千年，而且不用水的熔盐堆选址还特别灵活，可以在中国内陆大量兴建。
更经济、更安全、更灵活，中国没有理由不把钍基熔盐反应堆列为重点研发对象。
2011年，中国科学院（CAS）宣布启动为期5年的战略性先导专项：“未来先进核裂变能——钍基熔盐堆核能系统”，代号MSR。
这项计划投资高达3.5亿美元，由上海应用物理研究所主持，并且邀请中国各大高校科研力量参与。
那么中国是如何研究呢？
其实就是长期战略和整体细节。
当时该项目有两种方向，一种固态燃料熔盐堆FHR，还有一种液态燃料熔盐堆TMSR。
固态燃料熔盐堆有点像传统的核电站，安全性和技术难度相对较低，而液态熔盐堆才是真正的第四代核电技术，难度和安全性更高，所以液态熔盐堆才是未来10年的先导项目。
但是在技术上，两者是层层递进的关系，要掌握液态堆技术就必须先掌握固态堆的技术。
所以中国在战略上制定了两种同步发展的计划，两者分为三个阶段：分别先建成2MW试验堆，然后是10MW试验堆，最后是可以大规模推广的100MW试验堆。
而在战术上，TMS团队制定了错开建设的策略，在建设10MW固态熔盐堆的时候，同步建设2MW的液态熔盐堆，当固态熔盐堆扩大到100WM时，液态熔盐堆同步到10MW，最后在再全力攻克100MW液态熔盐堆技术难题，争取在20年内率先实现商用。
等这些技术都攻克后，我们还将朝着1000MW的示范堆布局。
这样做有一个很大的好处，可以一边积累技术和人才的同时，一边推进整体战略，不会因为培养人才而导致整体战略拖沓。
为了培养人才，中国团队还与国外进行了深度合作，比如美国。
当时，美国正在研究熔盐堆技术，而且对固态熔盐堆非常看好，因此双方很快达成合作，通过这样的方式，中国在3年内就积累了350名全职的研究人才，5年内团队成员扩大到500人以上，时至今日团队已经有上千人了。
有了人才啥事都好办，在具体项目上，中国将整个TMSR项目细分为四大原形系统和七大关键技术，我做了一个表格这边就不展开了，这些还只是底层的技术，属于最基础的研究，在它们之上还有更多细节研究。
但是依靠我们的长期战略思维，还是一项项攻克了这些难题。
2016年，TMSR团队顺利完成系统性技术验证，成为国际钍基熔盐堆研发的 领跑者。
2018年，中国积累了150多项专利技术，并且在当年正式开工建设钍基熔盐堆核能系统，当年文汇报用：中国正在引领全球第四代核反应堆研发来形容这项技术。
2021年5月时，TMSR的主体工程就已经建设完成，当年9月正式启动试运行。
中国以一种近乎完美的方式宣告未来核能将由中国来引导，也一步一个脚印将美国和印度两大熔盐堆强国甩在身后。
当然按照计划，目前的熔盐堆项目还是处于试验阶段，离最终的目标还有段距离，只有全部通过验证真正开始推广时，那才能叫真正的胜利。
如果能解决，我们不仅摆脱了缺铀的威胁，还能根据需要将核电站建到内陆去，避免扎堆风险。