■李晴暖
党的二十届四中全会系统谋划了以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴伟业的宏伟蓝图,《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》(以下简称《建议》)进一步明确了“加快建设新型能源体系”“积极稳妥推进和实现碳达峰”及“前瞻布局未来产业”的战略方向。
面对能源安全、绿色转型的时代课题,中国科学院上海应用物理研究所(以下简称上海应物所)必须深刻把握全会精神与《建议》要求,自觉将国家战略部署转化为推动钍基熔盐堆科技自立自强的具体行动,为构建新型能源体系、培育新质生产力提供核心科技支撑。
钍基熔盐堆是第四代先进核能系统重要战略选择。2011年,面向国家能源安全与可持续发展的战略需求,中国科学院启动首批战略性先导科技专项“未来先进核裂变能——钍基熔盐堆核能系统(TMSR)”,由上海应物所牵头实施,任务是发展钍基熔盐堆核心技术能力和研发2兆瓦液态燃料钍基熔盐实验堆。
十几年间,上海应物所从“零”开始组建队伍,在项目建设中边学边干,秉持“功成不必在我、功成必定有我”的信念,不追热点、不赶时髦,静心笃志深耕TMSR,只干这一件事,也干成了这件事。
有别于传统核反应堆,钍基熔盐堆涉及高温熔盐化学、钍铀燃料循环、新型材料服役行为等一系列深层次科学问题,对我国来讲是一个全新领域。
上海应物所攻关团队以基础研究为突破口,解决TMSR工程中的问题,也在工程中发现值得深挖的“真问题”,推动学科发展建设,形成了“问题来自工程、结果用于工程”的良性循环。
在此机制下,上海应物所团队掌握了材料、仪器、设备研发和系统集成等相关核心技术。
在整体设计方面,实验堆采取了创新的一体式堆本体设计,将堆芯、燃料盐泵、换热器等核心设备集成在反应堆主容器内,显著降低了放射性泄漏风险,提高了反应堆的安全性,也为未来熔盐堆的模块化设计、工厂制造、整体安装及高效快速部署奠定技术基础。
在核心材料研发和工艺制造方面,为适应堆内极端服役环境,上海应物所成功开发具有自主知识产权的GH3535高温镍基合金、T220超细孔径核石墨,突破型材与构件的制造工艺、镍基合金焊接技术等,实现熔盐堆用关键结构材料“从无到有”“性能一流”。
2023年10月,我国首座液态燃料钍基熔盐实验堆正式建成并实现首次临界;2024年6月,首次实现满功率运行;2024年10月,完成世界上首次熔盐堆加钍实验,在国际上率先建成独具特色的熔盐堆和钍铀燃料循环研究平台。同时,实验堆整体国产化率大于90%,关键核心设备100%国产化,供应链自主可控,牢牢掌握发展的主动权。
目前,上海应物所已成功开展加钍实验并实现堆内钍铀转化,初步证明利用钍资源的技术可行性,为后续规模化利用钍燃料奠定了重要科学基础。
值得一提的是,这座实验堆是我国自主研发、设计和建设的第四代先进裂变核能系统,更是目前国际上唯一运行并实现钍燃料入堆的熔盐堆,表明我国在钍基熔盐堆核能领域实现了国际领跑。这背后,离不开上海应物所围绕钍基熔盐堆建设目标探索形成的独特体制机制。
作为“国家队”,上海应物所始终坚持以国家战略需求为最高导向,探索并实践“建制化、体系化”的科研组织模式,按照专业优势整合所内外力量,形成目标统一、分工明确、高效协同的“大团队”作战格局。
近年来,上海应物所牵头和深度参与的多个国家级重大科研项目均取得重要进展,切实将“建制化、体系化”优势转化为服务国家战略的突出成效,充分体现国家战略科技力量的组织优势。
正是在各类重大科技任务中,上海应物所打造了一支集基础研究、技术攻关和工程建设于一体的攻关团队。当前,这支队伍正围绕钍基熔盐堆研发全链条,系统地组织和实施任务。
钍基熔盐堆的规模化应用,离不开与产业界的深度融合。上海应物所与国内研究所、大学、核电相关设计与制造企业等联合开展关键技术攻关。随着实验堆的建成,钍基熔盐堆国产化供应链已初具雏形。下一步,上海应物所将通过与能源领域领军企业合作,深化共建钍基熔盐堆产业链和供应链,为国家能源安全和“双碳”目标提供有力支撑。
《建议》为我们描绘了“十五五”乃至更长时期的发展蓝图,而蓝图的生命力在于执行。一张蓝图绘到底,一代接着一代干。上海应物所TMSR实验堆、研究堆、示范堆“三步走”发展战略蓝图,正通过详尽的规划与扎实的行动,转化为目标与路径清晰的“作战图”。
面向“十五五”,全所上下将不忘初心、牢记使命,以更强的担当、更实的作风、更高的标准,奋力推动我国钍基熔盐堆科技事业再攀高峰,为全面建成社会主义现代化强国、实现中华民族伟大复兴的中国梦注入强劲的核能科技力量!
(作者系中国科学院上海应用物理研究所党委书记、副所长)
《中国科学报》 (2026-01-07 第1版 要闻)