美联社前两天报道称，美国加州明德大学一个研究团队通过卫星图片，发现“中国正在四川乐山建造一个陆基核反应堆，应该是为水面舰艇设计，名为‘龙威’”。在进一步跟踪研究中，美国团队认为“龙威”，是中国海军为新一代核动力航母准备的动力系统，一切顺利的话，大概2030年中国国产核动力航母就会问世。

▲新的时代已经悄然开启

常规动力与核动力航母的取舍，这里不再赘述。不过美联社这次提到的“陆基核反应堆”，确实具备保障核动力航母的条件。事实上，经过10多年技术沉淀后，国内新一代钍基熔盐核反应堆已经发展到应用临界点，对核动力航母而言，这是重要性不逊色电磁弹射器的高端设备。传统核动力航母，包括美国海军的“尼米兹”、“福特”，都是使用压水堆。所谓压水堆，就是通过对纯水加高压，以快速交换并利用热量的模式，天然存在堆芯熔毁、冷却回路失效两大风险（日本福岛核电站事故的本质，就是地震导致电力供应中断，无法有效冷却核反应堆，最终堆芯熔毁）。

▲压力堆在“尼米兹”级上整体表现还行，但时代毕竟不同了

对核动力航母而言，压力堆还意味着复杂的硬件结构，像“尼米兹”的核反应堆就有各式阀组200多个，管道尺寸共30多种，主泵也有20余台。远大于常规燃气轮机的尺寸，加上必需的保护结构，导致传统舰载压力堆的体积优势并不大。新一代“福特”级针对这个缺点花了大力气调整，管道尺寸缩减到10种以内，阀组数量也减少四分之一，但问题并没有彻底解决。相比之下，钍基熔盐堆不需要冷却水，结构非常紧凑，体积很小，能为航母节省大量空间（同时也能在干旱地区甚至地下运行）。其次，钍基熔盐堆一旦出现断电等事故，熔盐会快速冷却，反应也随之停止，安全系数很高。最后，不管是意外泄露的固态盐，还是正常反应的产物，基本都没有辐射，所以钍基熔盐堆又被称为“没有核废料的反应堆”。

▲理论上核潜艇也能使用钍基熔盐堆

正是前景如此美好，钍基熔盐堆才会被视为第四代核能的6种先进堆型之一。而美国早在60年代，就由著名的橡树岭实验室牵头，研究并建设了一座钍基熔盐堆，后因技术无法满足而放弃。国内在70年代尝试性研究后中止，2011年再次启动。由上海物理研究所主导，投资7.7亿人民币的2MWt液态燃料钍基熔盐实验堆，已经在甘肃武威落地多年，2023年10月达到临界状态。今年7月，上海物理研究所发布报告书，称准备在2MWt项目地址附近，建造10MWt小型模块化钍基熔盐堆，设计最大热功率60MW。该项目预计2025年开工，2029年达到临界状态。

▲2MWt项目公开的部分信息

而在此之前的2023年12月，江南造船厂就发布了24000TEU级核动力集装箱船方案，也是使用钍基熔盐堆，并获得了挪威船级社原则性认可。一句话，国内确实在基础硬件上，做好了2030年为核动力航母提供先进动力的准备。而海军核动力航母如果真的能搭载钍基熔盐堆，那将像福建舰应用电磁弹射器，一举荡平美国海军60年蒸汽弹射优势一样，抹消国内在航母核反应堆上的劣势。当然，世界上没有完美的东西，钍基熔盐堆的缺陷也很明显。首先，钍基熔盐堆普遍使用氟盐参与反应（武威2MWt项目用的燃料就是四氟化铀），这是一种氧化性极强的物质，偏偏反应环境温度很高（大概700摄氏度），不能使用日常防氟化物危害的特殊塑料，技术挑战很大。

▲在航母发展上，中国海军真的做到了后发制人

其次，钍基熔盐堆燃料利用率偏低，经济性一直不太好，这也需要严谨的技术实验来解决。最后，钍基熔盐堆虽然辐射很低，但废弃设备不可避免会有大量熔盐残留，会长期释放氟化物（美国有废弃反应堆20年后依然释放氟化氢的例子）。国内之所以在钍基熔盐堆技术上押重注，很大程度上是因为国内钍储量很丰富，为世界第二，而铀储量相对贫瘠。当然，其他堆型也没有放弃，2023年12月，全球首座第四代高温气冷堆，已经在山东石岛湾投入运营。钍基熔盐堆只是目前最有可能的核动力航母选择，而不是唯一。