钍核为什么没有被广泛应用？

钍，这个元素，很多人可能对它不太熟悉，但它其实是个潜力巨大的家伙。尤其是在核能领域，它一度被寄予厚望，甚至有人说它才是我们未来能源的“真命天子”。然而，到现在为止，钍核能并没有像铀核能那样真正“飞入寻常百姓家”，其广泛应用之路，走的异常坎坷。这里面 HMM，原因挺多，我们不妨掰开了揉碎了聊聊。

首先，得说说钍的“出身”和“成长”。

钍（Thorium），化学符号是Th，原子序数90。它是一种天然存在的放射性元素，在地壳中的含量比铀还要丰富一些。这一点，按理说是好事，意味着取之不尽用之不竭的能源，对吧？但凡事都有两面性。钍本身不能直接裂变，它需要通过吸收一个中子，变成一种叫做“镤233”的同位素，这个镤233又很不稳定，会衰变成“铀233”（U233）。而这个铀233，才是真正的“燃料”，它能像铀235一样发生链式裂变，释放出能量。

所以，钍核能的“生产流程”是：天然钍（Th232） + 中子 → 镤233 → 铀233（可裂变）。这就意味着，钍反应堆不是一个简单的“烧石头”过程，它需要一个“增殖”的过程，也就是先用现有的可裂变材料（比如铀233或者铀235）来启动反应，然后让它在中子辐照下，不断“生产”出新的铀233来。这就有点像养殖场，得先有“母本”才能不断繁育出“子孙”。

这就引出了第一个大问题：启动成本和技术门槛。

你想想，铀核能发展到现在，已经有几十年的积累了。从反应堆的设计、燃料的加工、核废料的处理，到安全规章和操作流程，都有了非常成熟的体系。而钍核能，相对来说，它是一个“后来者”，很多东西都需要从头开始研究和摸索。

燃料制造：钍的提取和纯化，以及将钍转化为铀233的过程，比铀燃料的处理要复杂一些。尤其是要得到高纯度的铀233，技术难度不小。
反应堆设计：钍燃料的特性，比如它在反应堆中与中子的相互作用，与铀有所不同。这就需要专门为钍设计的反应堆。目前主流的核电站都是快中子反应堆或者轻水反应堆，它们是以铀为主要燃料的。要设计和建造适合钍燃料的反应堆，需要大量的研发投入和技术创新。虽然有一些概念性的钍反应堆设计，比如熔盐反应堆（MSR），但真正实现大规模商业化应用，还需要时间。
同位素分离：在钍循环过程中，会产生一些不希望的同位素，比如镤233和铀232。铀232会衰变成一系列放射性强烈的产物，其中伽马射线的能量非常高，对设备和人员都构成极大的威胁，处理起来非常危险。如何有效地分离和管理这些同位素，是技术上的一个难题。

第二个大问题，咱们得聊聊政治和历史的“错位”。

二战之后，原子能的开发，很大程度上是围绕着军事目的展开的。而铀，特别是铀235，是制造原子弹的直接材料。所以，全球对铀的研究和开发，在那段时间是“一骑绝尘”的。各国都想掌握核武器，自然就把更多的资源和精力投入到了铀的开发上。

钍虽然也能间接产生铀233，而铀233又是可以用于制造核武器的，但这个过程比直接利用铀235要曲折一些。在那个“谁拥有核武谁就有话语权”的年代，自然而然地，围绕铀的核能体系就建立起来了。钍，就成了“备选项”，或者说“次优解”。

这就像是一个行业，已经有了成熟的巨头，建立了一套完善的生态系统，而另一个潜在的竞争者，虽然有自己的优势，但起步晚，积累少，要想颠覆现有的格局，难度可想而知。

第三，经济性也是一个绕不开的话题。

虽然钍在地壳中的储量比铀多，但核能的成本，并不仅仅是看“原材料”有多便宜。上面提到的研发投入、建造成本、燃料加工成本、安全保障成本、核废料处理成本等等，都是非常重要的因素。

初始投资：发展一套全新的钍核能技术体系，需要巨大的前期投资。这包括反应堆的设计、建造，以及配套的燃料循环设施。相比于已经成熟的铀核能产业，钍核能的初始投资风险更高。
燃料循环成本：钍燃料的整个循环过程，包括提取、转化、燃料制造、乏燃料处理等，其成本是决定钍核能经济性的关键。如果这些环节的成本过高，即使钍本身储量丰富，最终的发电成本也可能没有竞争力。
与现有技术的比较：核能发电需要与煤炭、天然气、风能、太阳能等其他能源形式竞争。如果钍核能发电的成本，不能有效降低到与现有低成本能源相当的水平，它就很难获得大规模推广。

第四，安全性和核扩散的考量，虽然有些误解，但确实存在。

前面提到，钍循环过程中会产生铀232，它衰变产生的伽马射线非常强，使得铀233燃料非常“烫手”，处理和运输都非常危险。这在一定程度上，反而可能降低了核扩散的风险，因为这种高放射性的燃料，不太容易被偷偷转移和利用。

但反过来，也有一些担忧。比如，一些人担心，钍反应堆产生的大量铀233，如果管理不善，也可能被挪用。虽然钍反应堆的设计理念之一就是“不可裂变性”，不容易直接制造核武器，但间接途径始终存在。

另外，对于钍核能的许多技术，比如熔盐反应堆，其设计理念是“固有安全性”，也就是说，即使发生事故，反应堆也能自动停堆，不会发生熔毁。这一点是钍核能的一大优势，但这种新型反应堆的技术成熟度和验证程度，还需要进一步加强。

第五，公众接受度和政策支持。

任何一项新兴的能源技术，如果想获得大规模应用，都需要公众的理解和支持，以及政府的政策导向。由于长期以来，核能给人的印象多与铀和核武器联系在一起，改变这种认知需要时间和努力。

钍核能作为一种“新面孔”，需要清晰地向公众解释其安全性、环保性以及相比于传统核能的优势。同时，政府的研发投入、产业政策支持、监管框架的建立，也是推动钍核能发展不可或缺的。目前，一些国家在钍能研究上有所投入，但全球范围内，对钍能的大规模商业化推广，支持力度还不够。

总结一下，钍核能没有被广泛应用，不是因为它没有潜力，而是因为：

1. 技术挑战：钍本身不可裂变，需要转化成铀233；燃料循环复杂，需要克服同位素分离等技术难关；新型反应堆设计需要大量研发。
2. 历史和政治因素：战后核能发展以铀为中心，钍的地位相对边缘化。
3. 经济性考量：巨大的前期研发和基建投资，燃料循环成本，以及与现有能源的竞争力。
4. 安全性和管理：虽然某些方面安全性更高，但铀232的强辐射和核扩散的潜在担忧，也需要被妥善处理。
5. 公众认知和政策支持：需要时间和努力来改变公众印象，并获得足够的政策支持。

好在，随着对清洁能源需求的不断增长，以及对铀资源枯竭的担忧，近年来，包括中国、印度、美国等一些国家，都在重新审视钍核能的潜力，并加大了相关的研发投入。也许在不久的将来，钍核能真的能走出“实验室”，成为我们能源结构中的重要一员。只是，这条路，还需要耐心和坚持。

网友意见

从钍基核能技术来看：

天然钍中不含有易裂变物质，不像天然铀中含有易裂变的U-235，所以钍的核能利用必须依赖铀、钚作为驱动材料。

钍-铀循环过程中，钍在反应堆中受辐照产生U-233的同时，也伴随产生同位素U-232，其衰变子体Bi-212、Ta-208能释放强γ辐射。这种强γ辐射就给反应堆乏燃料的贮存、运输、后处理、最终处置和燃料的再加工带来困难，这将加大后处理和燃料元件再制造等的放射性防护难度，从而增加生产成本。（不过这种放射性对于核不扩散是有利的）

在钍基乏燃料后处理过程的首端，由于ThO2化学性质非常稳定，必须在HNO3中引入少量HF后才能溶解乏燃料，这会加剧对设备和管线的腐蚀。

对于钍基乏燃料的后处理，迄今只有上世纪50年代美国开发的一个不太成熟的THOREX 流程，且只有少数国家开展过该流程的实验或中试规模研发，取得的研究数据和经验甚少，离商业应用尚有相当距离。

============技术之外============

在课上老师介绍各种类型反应堆的时候提到过一个观点：一种类型的反应堆不只是一个反应堆自身，它代表着背后一整套的核工业系统，这套工业系统没成长发展起来，这种类型的反应堆就很难普及发展，而影响整个核工业系统发展的因素就非常多了（其中历史、政治因素很关键）。

如题主所说的当初美国由于冷战因素，出于研制核武器的需要，冷落了钍基核能，而大力开发铀基核能，这就给了铀基核能系统成长的空间和机会。从矿产开采、提炼、浓缩，到反应堆设计，以及后端的乏燃料处理等等配套的技术和设备都会发展起来。而一旦整个系统发展起来之后，再想替换就非常不容易了，除非钍基核能系统表现出非常明显的优势，而这在目前阶段显然不可能，况且快堆也在路上，从燃料经济性、系统安全性考虑，快堆优势似乎更加明显，那为什么还要发展钍呢。

世界上不是没有大力发展钍基核能系统的国家，印度就非常热衷于钍基核能系统。但印度除了有非常多的钍资源外，另一个因素就是印度没有加入《核不扩散条约》，并且自己搞核武器，国际上对印度铀资源贸易是有限制的。

再扯远一点，加拿大之所以发展重水堆而不是常见的轻水堆，很重要的一个因素就是铀浓缩技术（核武制造的关键技术之一）。重水堆不需要铀浓缩的核燃料，直接利用天然铀就能达到临界。这些大概都能从侧面印证影响反应堆发展因素的多样性和复杂性。

一点不成熟的小想法，仅供参考。

类似的话题

钍核为什么没有被广泛应用？

钍，这个元素，很多人可能对它不太熟悉，但它其实是个潜力巨大的家伙。尤其是在核能领域，它一度被寄予厚望，甚至有人说它才是我们未来能源的“真命天子”。然而，到现在为止，钍核能并没有像铀核能那样真正“飞入寻常百姓家”，其广泛应用之路，走的异常坎坷。这里面 HMM，原因挺多，我们不妨掰开了揉碎了聊聊。首先，.............
钍基熔盐堆核能系统相较传统核反应堆技术和普及上有何难点？

thorium fuel cycle reactors, unlike traditional nuclear reactors, face unique challenges in terms of technological advancement and widespread adoption.............
钍反应堆的原理是什么？

钍反应堆，这个名字听起来或许有些陌生，但它在核能领域却是一个充满潜力的未来选项。它并非凭空出现，而是基于我们熟知的核裂变原理，只是在“燃料”和“循环”上做了一些巧妙的改变，从而带来了一系列独特的优势。要理解钍反应堆的原理，我们得先回到核裂变这个基本概念。我们现在普遍使用的铀反应堆，核心就是让重原子（.............
钍核电站究竟有多环保？

钍核电站的环保性，这个问题确实值得好好掰扯掰扯。说实话，它不像大家想象的那么简单，也不是一句“环保”就能概括得了的。首先，咱们得明白，钍核电站和咱们现在常见的铀核电站，那可不是一个妈生的。它们用的是燃料不一样。铀电站用的是铀，主要是铀235，这个东西容易裂变，释放能量。而钍核电站用的主要是钍232。.............
甘肃钍基熔盐核反应堆取暖是真的吗？效果怎样？

甘肃钍基熔盐核反应堆取暖这件事，确实有其背景和发展，但要说“是真的吗？”、“效果怎样？”，这背后牵扯到的信息就比较复杂了，而且“大规模普及到家庭供暖”这个层面，目前还处于探索和试验阶段，并没有像我们现在用的燃气或电供暖那样成熟和普遍。咱们先来说说这个“钍基熔盐核反应堆”是怎么回事。钍基熔盐堆的核心概.............
印度钍基核电水平如何？

印度在钍基核能领域的研究和发展，可以说是在全球范围内都颇具前瞻性和独特性。他们并非简单地跟随世界主流的铀钚循环，而是早在几十年前就开始将目光聚焦在储量丰富的钍资源上，并为此设计了一套“三步走”的先进核燃料循环战略。为什么是钍？印度发展钍基核能，首先源于其国内得天独厚的钍资源。虽然印度铀矿储量相对有限.............
如何看待甘肃钍基熔盐堆核能项目施工方开工仪式请来道士作法？

甘肃钍基熔盐堆核能项目施工方开工仪式邀请道士作法，这一事件在社会上引起了广泛的关注和讨论。要全面看待这件事，需要从多个层面进行分析：一、事件本身：一次“迷信”与“科学”的碰撞？从表面上看，这是一个将传统宗教仪式引入现代高科技项目建设的例子。许多人会将其解读为“迷信”行为，认为在科学技术高度发达的核.............
如何评价中科院-甘肃省「钍基熔盐堆核能系统」项目？

中科院与甘肃省合作推进的“钍基熔盐堆核能系统”项目，无疑是当前中国核能发展版图上一颗冉冉升起的新星，也搅动了国际核能领域的一池春水。评价这样一个宏大且前沿的科技项目，需要从多个维度去审视，它不仅仅关乎技术可行性，更触及能源战略、经济效益、环境影响乃至地缘政治等一系列复杂议题。一、技术创新性与战略前瞻.............
如果将钍等放射性物质掺入化肥中，会造成什么后果？

将钍等放射性物质掺入化肥，这一想法本身就相当惊悚，一旦付诸实践，其后果绝对是灾难性的，而且会以一种我们现在可能还难以完全想象的方式，深远地影响我们的生态系统和人类健康。首先，让我们来看看钍本身。钍（Th）是一种天然存在的放射性元素，它的同位素钍232是其中最常见的一种。钍232会发生衰变，经过一系列.............
相对于铀能源，钍能源很安全、有前景吗？

钍能源：是铀能源的更安全、更有前景的替代品吗？在追求可持续和安全的能源未来的道路上，核能一直是一个备受关注但又充满争议的选择。长期以来，我们对核能的印象几乎等同于铀，而铀能源的安全性与核扩散风险，以及高放射性废料的处理问题，也一直是公众担忧的焦点。然而，在大约半个世纪前，一种被忽视的元素——钍，开始.............
世界首台第四代核反应堆，甘肃武威钍基熔盐堆即将发电，有什么优势？

关于甘肃武威钍基熔盐堆即将发电的消息，我查阅了一些公开资料，来和大家聊聊这个被称为“第四代”核反应堆的技术，以及它如果真的能发电，可能带来的优势。首先，咱们得明确一个概念：第四代核反应堆。这可不是简单的“升级版”，而是对核反应堆设计理念和性能的一次重大革新，旨在解决当前核能面临的一些关键问题，比如安.............