2021年8月，中國宣布完成其第一個實驗性釷基核反應堆。該反應堆建在北部的戈壁沙漠中，在未來幾年將進行測試。如果實驗是成功的，中國計劃建造另一個反應堆，可能能夠為10多萬個家庭發電。

中國并不是唯一打算利用釷的獨特特性的國家。過去，印度、日本、英國、美國和其他國家都對研究釷在核電中的可能應用表現出熱情。這種金屬的吸引力在于它有可能成為鈾的更豐富和有效的替代品，而鈾是主要的核燃料。

然而，將釷用于能源生產并非沒有挑戰，國際原子能機構新出版的《部署釷基核能的近期和有希望的長期選擇》中討論了這些挑戰。該報告全面總結了一個為期四年的IAEA協調研究項目的結果，該項目專注于發展基于釷的核能的可能性，審查了使用釷作為燃料的好處和挑戰，并分析了其在不同類型反應堆中的應用--從最普遍部署的水冷反應堆到熔鹽反應堆。

國際原子能機構核燃料循環設施專家、該報告的作者之一凱拉什-阿加瓦爾說："許多國家認為釷既是一個可行的、非常有吸引力的發電和滿足其日益增長的能源需求的選擇。我們的研究項目有助于在國家實驗室和研究機構之間分享關于使用釷的寶貴知識和經驗，最終形成這份出版物。"

釷是一種銀色的、略帶放射性的金屬，通常存在于火成巖和重礦物砂中。它是以北歐神話中的雷神托爾命名的。它在自然界中的含量是鈾的三到四倍，但在歷史上，它在工業或發電方面的用途很少。這部分是因為釷本身不是一種核燃料，但它可以被用來制造核燃料。釷-232是唯一天然存在的釷同位素，是一種可裂變材料，但不是裂變材料，這意味著它需要高能中子來進行裂變--原子核分裂，釋放能量，用于發電。然而，當受到輻照時，釷-232會發生一系列核反應，最終形成鈾-233，這是一種可裂變材料，可以作為核反應堆的燃料燃燒起來。

釷能提供什么?

與傳統的核燃料鈾235相比，釷擁有幾個優勢。釷在為水冷或熔鹽反應堆提供燃料時，能產生的裂變材料(鈾-233)比它消耗的多。據估計，地球上層地殼平均含有10.5百萬分之一(ppm)的釷，而鈾的含量約為3ppm。

Agarwal說："由于其豐富性和裂變材料的培育能力，釷有可能為人類的能源需求提供一個長期解決方案。”

另一個優勢是，以釷為燃料的反應堆可能比以鈾為燃料的反應堆更加環保。除了這些反應堆--以及一般的核電--在運行中不排放溫室氣體外，它們產生的長壽命核廢料也比現在的鈾燃料反應堆少。

并非沒有挑戰

然而，有幾個經濟和技術障礙使得釷的部署具有挑戰性。盡管它很豐富，但目前提取這種金屬的成本很高。

國際原子能機構的鈾資源專家Mark Mihalasky說："礦物獨居石是稀土元素的一個主要來源，也是釷的一個主要來源。如果沒有目前對稀土元素的需求，獨居石就不會僅僅因為其釷含量而被開采。釷是一種副產品，而提取釷所需要的方法比提取鈾的成本更高。因此，就目前而言，能夠以具有成本效益的方式從地下挖出的釷的數量并不像鈾那樣多。然而，如果對釷及其在核電中的應用有更高的需求，這種情況可能會改變。"

同樣昂貴的是釷動力核裝置的研究、開發和測試，因為缺乏關于釷的重要經驗和鈾在核電中的歷史地位。國際原子能機構燃料工程和燃料循環設施技術負責人Anzhelika Khaperskaia說："釷的另一個障礙是，它可能難以處理，作為一種肥沃而不裂變的材料，它需要一種驅動力，如鈾或钚，來觸發和維持連鎖反應。”

IAEA部門主管Clément Hill總結道："為了滿足日益增長的能源需求和實現全球氣候目標，世界正在尋找可持續和可靠的替代能源技術。釷可能成為其中之一，我們將繼續我們的研究，為那些對釷工作感興趣的人提供可信的和基于科學的結果。"