圖：開創國際先河 中國核電新突破
中國科學院上海應用物理研究所牽頭建成的2兆瓦液態燃料釷基熔鹽實驗堆（簡稱「實驗堆」或「TMSR」）日前首次實現釷鈾核燃料轉換，成為目前國際上唯一運行並實現釷燃料入堆的熔鹽堆，初步證明了熔鹽堆核能系統利用釷資源的技術可行性。
長期以來，「鈾資源匱乏」制約着中國核能產業的發展。TMSR將中國儲量豐富的釷作為核燃料，將打破傳統核電對鈾燃料的依賴。此外，具有無水冷卻優點的實驗堆於甘肅省民勤縣茫茫戈壁灘上建成，意味其擺脫了傳統核電只能選址海邊的束縛，可深入廣袤內陸為更多地區提供清潔穩定的能源。\大公報記者 劉凝哲北京報道
2035年建成百兆瓦級示範工程
2011年，面向國家能源安全與可持續發展的戰略需求，中國科學院啟動了首批戰略性先導科技專項「未來先進核裂變能──釷基熔鹽堆核能系統」，由中國科學院上海應用物理研究所牽頭實施。依託中國科學院體系化、建制化優勢，集聚了一支協同創新隊伍，成功組建並培育了一支數量和質量均居國際一流的釷基熔鹽堆專業研發團隊。專項實施期間，近百家國內科研機構、高等院校和產業集團深度參與研發與工程建設，攻克了實驗堆設計、關鍵材料與設備研製、安裝與調試及堆安全等方面的技術難題，實現了核心材料、裝備與技術從實驗室研發到實驗堆工程驗證的重大跨越，供應鏈自主可控，釷基熔鹽堆相關技術產業鏈的雛形在中國已經基本形成。
首次實現釷鈾核燃料轉換
據介紹，實驗堆的建成並首次實現釷鈾核燃料轉換，為實驗堆、研究堆、示範堆「三步走」發展戰略從藍圖轉化為路徑清晰的「作戰圖」奠定了堅實的基礎，為中國率先實現釷基熔鹽堆的工業應用提供核心科學技術支撐。下一步，中國科學院上海應用物理研究所將通過與國家電力投資集團等能源領域領軍企業深度合作，共建釷基熔鹽堆產業鏈和供應鏈。以2035年建成百兆瓦級釷基熔鹽堆示範工程並實現示範應用為目標，加速技術迭代與工程轉化，為國家提供安全可靠的釷基能源發電新路徑。
TMSR是目前國際上唯一運行並實現釷燃料入堆的熔鹽堆。利用實驗堆，TMSR團隊在國際上首次開展熔鹽堆添加釷燃料實驗和滿功率運行，完成堆內釷燃料反應性、燃料鹽中釷鈾燃料循環過程關鍵核素鏷-233的特徵伽馬能譜及產額等關鍵物理參數測量，表明實驗堆內已建立「釷-232→鈾-233」的核素轉換，初步驗證了熔鹽堆釷燃料利用的技術可行性，為後續規模化利用釷燃料奠定重要科學基礎。
關鍵核心設備100%國產化
TMSR團隊建立起中國國首個釷基熔鹽堆的環境影響評價方法、安全分析方法、設計準則及核應急體系等全壽期安全分析與評價技術，並獲得國家核安全局認可。建立了非能動餘熱排出系統和尾氣處理系統等關鍵安全設施的工程集成技術並驗證有效性。國際上首次取得由國家頒發的熔鹽堆建造和運行許可證，也是中國《核安全法》頒布實施以來，首個在國家核安全全流程監管下取得的研究堆建造和運行許可證。
值得一提的是，科研團隊實現了核心材料、裝備與技術從實驗室研發到實驗堆工程驗證的重大跨越，整體國產化率>90%，關鍵核心設備100%國產化，供應鏈自主可控。全面掌握耐熔鹽腐蝕高溫鎳基合金與超細孔徑核石墨的型材與構件的製造工藝、鎳基合金焊接技術、高純熔鹽及燃料鹽的規模化製備技術，並建立了相應的質量和技術標準體系；掌握燃料鹽雜質控制與電位精準調控等腐蝕控制技術；突破並系統掌握主容器、控制棒、熔鹽泵、熔鹽閥和熔鹽換熱器等核心設備的設計、製造與性能驗證全流程技術。
