第四代核电技术：钍基熔盐堆产业进展及厂商梳理

前言：11月1日，由上海应用物理研究所牵头打造的钍基熔盐实验堆成功完成钍铀核燃料转换，是当前全球唯一运行且实现钍燃料入堆的熔盐堆。

一. 核能分类

核能（也称原子能）是原子核结构发生变化时释放出来的巨大能量，包括核裂变、核聚变、核衰变三种形式。

1.1 核裂变

（1）原理：重原子核 (如铀-235、钚-239) 吸收中子后分裂为两个轻核，释放能量及更多中子，形成链式反应。

（2）应用：核电站、原子弹。

1.2 核聚变

（1）原理：轻原子核（氘/氚）在极端高温高压下聚合成重核（如氦），进而释放巨大能量。

（2）应用：氢弹、核聚变实验堆（如托卡马克装置）。

1.3 核衰变

（1）原理：不稳定原子核（如钚-238、锶-90）自发放出射线 (α、β、γ) 转变为新核的过程。

（2）应用：放射性同位素应用，如医疗检测、工业检测等。

二. 核电技术代际分类

（1）第一代（1950-70年代）：原型堆验证阶段，使用天然铀燃料，体积庞大但功率小。

（2）第二代（1970-90年代）：规模化及标准化阶段，使用浓缩铀燃料，水作为冷却剂；主要堆型压水堆、沸水堆、重水堆。

（3）第三代（90年代至今）：安全性与经济性提升，采用非能动安全系统（无需外部电源即可长期保持安全）。

（4）第四代（2030+）：六大技术路线包括钠冷快堆、铅冷快堆、气冷快堆 、熔盐堆、超临界水冷堆、高温气冷堆。

三. 钍基熔盐堆概览

钍基熔盐堆（TMSR）是一种以钍为核燃料、以高温液态熔盐（氟化盐）为冷却剂的先进核反应堆。

核心创新：突破传统反应堆的固态燃料和水冷却模式，采用液态燃料和熔盐冷却。

工作原理：中子轰击钍-232→生成铀-233→裂变释放能量→熔盐带走热量→蒸汽发电。

主要结构：堆本体（堆芯活性区、石墨反射层、堆芯容器）、回路系统、换热器、燃料处理系统等。

3.1 主要优势

（1）安全性：常压运行，冷冻塞设计（当温度超过上限时，底部冷冻塞自动熔化，燃料盐流入地下储罐，核反应立即终止，不会发生堆芯熔毁）。

（2）燃料效率：可实现钍-铀循环，燃料利用率提高50-100倍。

（3）经济性及环保性：钍资源储量是铀的3-4倍；核废料放射性低、半衰期短；同时选址灵活（不需大量水源）、适合建造小型堆SMR。

3.2 国内供应商

（1）钍资源：包钢股份（白云鄂博矿钍储量22万吨，占全国77%）。

（2）熔盐堆部件：宝色股份（主容器）、海陆重工（余排换热装置）、兰石重装（压力容器装备）、浙富控股（控制棒）。