去年 12 月，中國船舶集團有限公司旗下江南造船（集團）有限責任公司正式發布全球首型、世界最大的 24000TEU 級核動力集裝箱船船型設計。
" 首型 "、" 最大 "、" 核動力 "…… 這幾個關鍵詞讓網友激動不已。
其實，更值得關注的是，該船采用的第四代堆型熔鹽反應堆。
這個美國沒搞成的核技術，爲什麽被稱爲 " 終極能源 "？
對于中國又有什麽巨大意義？
钍基熔鹽堆
提起核技術，大家最先想到的應該是原子彈。
原子彈爆炸起來威力巨大，爲什麽核技術能夠安全平穩地爲人類提供能源呢？
其中的關鍵，就是核反應堆。
核反應堆通過合理布置核燃料，使得在無需補加中子源的條件下能在其中發生自持鏈式核裂變過程，最終實現核能利用。
第一代核電：芝加哥一号堆示意圖
經過 70 多年的發展，核反應堆已經過了四次叠代。
開頭提到的堆型熔鹽反應堆，就是第四代核反應堆，也是目前世界上最先進、最具潛力的核能技術。
第四代堆型熔鹽反應堆是增殖反應堆的一種，以放射性钍 -232（Th，音同土，Thorium，第 90 号元素）爲核燃料，使用熔化的氟化钍在熱中子堆中轉化爲鈾 -233，後者可分離出來返回反應堆中循環使用，實現增殖。
選用钍 -232，是因爲钍的燃效非常高，用于發電的話，理論上一噸钍可提供相當于 200 噸鈾或 350 萬噸煤所提供的電能。
反應堆産生的能量，加熱水蒸氣等工作流體——也就是網友調侃的 " 燒鍋爐 " ——推動渦輪機，轉化爲電能。
發電後的工作流體被冷卻後可循環使用，冷卻後的熔鹽也可以再次流回反應器，繼續參與裂變反應。
這樣整個過程下來，核能轉化爲電能，非常綠色環保。
钍基熔鹽堆與其他裂變堆型技術特性的對比
相較于傳統的水冷反應堆，第四代堆型熔鹽反應堆具有更高的安全性、更少的核廢料、更長的使用壽命和更廣泛的能源應用前景。
除此之外，钍基熔鹽堆還有其他相當不錯的技術特點。
一是建設成本更低。
熔鹽堆使用的高溫熔鹽，因爲是液态流體，本身可以作爲反應堆冷卻劑，而且這種熔鹽具有高溫低壓的特性，無需壓力組件。
反應堆的容器沒必要使用沉重而昂貴的特種材料，反應堆易于小型化和輕便化，建造成本也随之大幅降低。
二是更節能、更高效。
高溫下钍的提取和回收技術的不斷提升，實現了钍燃料的高效利用，減少了核廢料産生，更節能，經濟效益也更高。
第四代堆型熔鹽反應堆工程組塊示意圖
三是使用場景更廣泛。
熔鹽堆采用非水冷技術，而且鏈式反應的特點上也不需要水來吸收核輻射，總體上對水資源的消耗很少，不必建在海邊，幹旱地區同樣能修建，特别适合在内陸偏遠地區實現高效發電。
四是安全性更高。
熔鹽堆發生核洩漏的概率很低。因爲熔鹽堆在運行過程中本身不産生壓力，出現事故後，熔鹽自行流入儲罐封存，冷卻後凝固成固體，不會四處擴散，鏈式裂變反應自動停止。
至于清潔方面則毋庸置疑，與化石燃料相比，熔鹽堆幾乎做到了零碳排放。
另外，據測算，熔鹽堆的放射性很弱，對工作人員的危害性很小。
發展曆程
像很多技術一樣，熔鹽堆的研發最早也是起源于美國。
二戰末期，美國嘗到了核武器的甜頭，剛好一大堆核物理學家在和平年代無用武之地，于是，美國空軍就在 1946 年開啓了飛行器反應堆實驗，将反應堆小型化，制造出核動力轟炸機這種 " 永不疲倦的鐵鳥 "，不需要加油，真正實現全球的空中力量打擊。
1953 年，美國使用鈾燃料建造了一座熔鹽核電站，并成功運行了超過 1000 個小時。
1965 年，美國橡樹嶺國家實驗室建成液态燃料熔鹽實驗堆，這是在我國成功研發之前，唯一成功實現钍基核燃料運行的反應堆，一直運行到 1969 年。
美國橡樹嶺國家實驗室的钍基熔鹽反應堆
沒想到的是，彼時，戰略彈道導彈技術迅猛發展，讓核動力轟炸機的價值迅速下滑。
未來用不上，加之核原料供給緊張、提純成本相當高、燃料消耗大等問題，美國終止了钍基熔鹽堆的研發計劃。
雖然美國最早研發出熔鹽堆，但在應用上沒有繼續走下去。
美國人沒搞成的技術，未必沒有價值。
核能是目前最有前景的低碳清潔能源之一，發展核能在我國是一個大趨勢。
我國研發核能技術，首要考慮的不是軍事争霸，而是爲生産和生活提供能源。
中國将钍基熔鹽堆使用在和平時代的民用領域，正是這種技術的最好歸途。
所謂角度不同，格局高下立見。
中國政府的大格局其實早在上世紀 70 年代初就已經确立了。
當時，上海的 "728 工程 " 最初選擇钍基熔鹽堆作爲發展民用核能的起步點，并于 1971 年建成了零功率冷态熔鹽堆，還達到臨界——随時可以進行鏈式反應。
但很可惜，受限于當時的科技、工業和經濟水平，該項目最終的建設方向調整爲輕水反應堆，也就是後來的秦山核電站。
當時還在建設中的秦山核電站，是 "728" 工程的結晶
2011 年，我國政府在甘肅武威重啓钍基熔鹽堆的研究，計劃用 20 年時間在國際上首先實現钍基熔鹽堆的應用，同時建立钍基熔鹽堆産業鏈和相應的科技隊伍。
當年 1 月，我國在甘肅武威開啓 2 百萬瓦的小型試驗型熔鹽反應爐的研發計劃。
這是一座小型的實驗堆，當時主要的技術難關在于開發合适的合金，能承受 1000 度的高溫和钍鹽的輻射。
甘肅武威钍基熔鹽堆示意圖
2020 年 12 月，該實驗堆工程建設取得重要進展，成功啓動堆本體離線安裝，首套工藝設備投入運行并實現首爐冷卻鹽出料。
2021 年 5 月，钍基熔鹽堆試運行。去年 6 月，該項目獲得國家核安全局頒發的運行許可證，預計今年就能并網發電。
這座小型試驗型熔鹽反應爐是我國钍基熔鹽堆四步走發展戰略的第一步，中國還将繼續建設 10 兆瓦和 100 兆瓦钍基熔鹽示範堆，直至全面推廣商業應用钍基熔鹽核電站。
終極能源
目前，全球貿易中貨運的主力仍是海運，現代的集裝箱船也會盡可能往更大的方向制造。
比如上海江南造船制造的 CSCL Globe，全長就已經達到 400 米，可承載 19100 個标準集裝箱。
再如 Pioneering Spirit，既是世界上已建最大的貨物運輸船，又是一個多功能的工業巨獸，是目前世界上唯一能運輸和拆卸海上鑽井平台、沉船和其他大型海洋工程設備的大船，長 382 米，寬 124 米。
Pioneering Spirit
這麽大的船，自然需要不一般的動力。
爲這些集裝箱船提供長距離動力的燃料，大緻包括低硫重油、甲醇、乙醇、氨和氫等。
許多新造的集裝箱船也采用 LNG 燃料，但不論是上述哪種，廣義上仍屬于化石燃料，能效太低。
反觀钍基熔鹽堆，不僅動力持久，而且裝置很小，産能過程綠色，技術也更安全，是大型船隻動力的上上之選。
這次江南造船能把第四代堆型熔鹽反應堆用在集裝箱船上，可謂大手筆。
按照設計圖，這是個排水量近 24 萬噸的龐然大物，相當于兩艘 12 萬噸級的航空母艦！
江南造船發布全球首型、世界最大的 24000TEU 級核動力集裝箱船船型設計圖
江南造船公布的钍基熔鹽堆，能爲更大個頭和更大噸位的集裝箱船提供動力，成爲我國航母的新一代核動力，自然也不是問題。
站在民用能源的角度看，钍基熔鹽堆絕對是目前人類技術射程内最好的能源，被稱爲 " 終極能源 "。
除了技術本身的優勢外，我國選擇钍基熔鹽堆爲研究方向，還有另一個重要原因。
正解局之前談過，我國鈾礦資源比較稀缺，但稀土資源儲量豐富，稀土礦中富含大量的钍元素。
目前，我國已探明的钍儲量超過 30 萬噸，僅次于印度，排名世界第二。
1984 年諾貝爾物理學獎獲得者卡羅 · 盧比亞（Carlo Rubbia）曾計算過，按照目前的電能消耗來計算，中國钍的儲量可保證未來兩萬年的發電供應。
能源是工業的糧食、國民經濟的命脈，關系到國計民生和國家安全。
發展钍基熔鹽反應堆，能夠保障我國能源安全。
