第四代核裂变反应堆钍基熔盐堆概述

        钍基熔盐堆核能系统（Thorium Molten Salt Reactor Nuclear Energy System，TMSR），是 6 种第四代先进核能系统的候选堆型之一，包括钍基核燃料、熔盐堆、核能综合利用 3 个子系统。

从历史发展来看，熔盐堆研发始于 20 世纪 40 年代末的美国，橡树岭国家实验室于 1965 年建成液态燃料熔盐实验堆（MSRE）。20 世纪 70 代初，中国也曾选择钍基熔盐堆作为发展民用核能的起步点。21 世纪初，能源危机、环境挑战等问题，使钍基核能与熔盐堆的研发在世界范围内获得新生。中国于 2011 年重启钍基熔盐堆研究。

钍基熔盐堆技术原理

• 核反应原理：钍本身不能直接发生裂变，技术关键在于用中子轰击钍原子核，将其转化为高效裂变的铀 -233。在加速器中产生高能质子束，打击铅靶产生中子源，中子源打到装有含有钍 -232 和铀 -233 的氟化物溶液的液态燃料池时，引发铀 -233 的裂变反应，并将钍 -232 转化为新的铀 -233，形成自持续的链式反应。

• 冷却系统原理：采用高温熔盐作为冷却剂，这种熔融态混合盐可在 600 -700°C 的高温下保持稳定液态，在运行过程中，仅靠熔盐在封闭回路中的自然循环，就能持续带走堆芯产生的热量。

钍基熔盐堆的优势

• 安全性高：

• 熔盐冷却剂遇冷自动凝固，相当于具有智能断路器般的 “熄火” 机制，可避免福岛式的堆芯熔毁事故。

• 采用无水冷却技术，无需像传统核电站那样依赖大量冷却水，减少了因冷却系统故障导致事故的风险。

• 资源优势：

• 中国钍储量丰富，钍矿储量 28 万吨，是铀的 3 倍，且 1 吨钍的能量相当于 200 吨铀。

• 我国已探明的钍矿大多是开采稀土时的伴生副产品，可大幅降低核燃料的获取成本。

• 经济性好：

• 无需使用沉重而昂贵的压力容器，适合建成紧凑、轻量化和低成本的小型模块化反应堆。

• 从长远看，随着技术成熟和规模化发展，度电成本有望降低，预计 2030 -2035 年百兆瓦级示范堆并网时，度电成本降至 0.2 元，低于煤电。

• 应用场景广：

• 摆脱了对水源的依赖，可在沙漠、内陆等缺水地区甚至太空部署。

• 输出的 700℃以上高温核热可用于发电、工业热应用、高温制氢以及氢吸收二氧化碳制甲醇等，还可与光伏、风电形成 “核光风储” 多能互补网络。

钍基熔盐堆面临的挑战

• 技术难点

• 燃料盐的流动特性使熔盐堆技术全新，尚无成熟的反应堆设计、安全分析方法及安全评估规范。

• 燃料盐连续在线后处理技术的可行性需进一步实验验证。

• 熔盐堆对于核纯级石墨密封工艺和制造工艺要求较高。

• 制作管壁的材料需要有较高的耐中子辐照性能。

• 成本与效率问题

• 尽管从长远看有成本优势，但在技术研发和初期建设阶段，面临较高的投资成本和技术转化效率问题。

• 目前处于实验和示范阶段，距离大规模商业化应用还有很长的路要走，需要持续的资金和技术投入。

• 公众认知与政策监管

• 核能项目往往面临公众对安全问题的担忧和质疑，需要加强科普和沟通，提高公众对钍基熔盐堆安全性等优势的认知。

• 政府的政策支持和监管框架对于项目的推进至关重要，需要建立完善的政策和监管体系，确保项目安全、有序发展。

钍基熔盐堆相关概念股

• 上游矿产

• 包钢股份（600010）：公司坐拥白云鄂博 7 万吨钍资源，2025 年完成高纯度钍提取中试，成本直降 30%，在钍资源的开发和利用上具有先发优势，随着钍基熔盐堆的发展，有望从钍资源的开发中获得巨大收益。

• 盛和资源（600392）：拥有丰富的稀土资源，钍资源与稀土伴生，公司具备获取钍资源的潜力，未来可能在钍资源的开采和销售方面有所作为。

• 中游设备

• 东方电气（600875）：交付熔盐堆主泵，在钍基熔盐堆的关键设备制造方面具有技术和市场优势，随着项目的推进，有望获得更多的订单和业务机会。

• 宝色股份（300402）：供应镍基合金管道，为钍基熔盐堆的建设提供重要的材料和设备支持，其产品的质量和技术水平对于项目的安全和稳定运行至关重要。

• 海陆重工（002255）：承制安全专设装置，技术壁垒较高，能够为钍基熔盐堆的安全运行提供保障，在核能设备制造领域具有一定的竞争力。

• 兰石重装（603169）：在压力容器、核电设备等领域具有丰富的制造经验和技术实力，有望参与钍基熔盐堆相关设备的制造和供应。

• 久立特材（002318）：生产的特种管材等产品可应用于钍基熔盐堆项目，在高温、耐腐蚀管材领域具有技术优势，能够为项目提供高质量的材料支持。

• 下游应用与服务

• 浙富控股（002266）：在核能发电等领域有一定的业务布局，钍基熔盐堆的发展有望为其带来新的业务增长点，公司可参与钍基熔盐堆的发电运营等业务。

• 上海电气（601727）：业务涵盖电力设备制造、能源工程等多个领域，在钍基熔盐堆的产业链中，可在设备安装、调试、运维等方面提供服务和支持。