钍（Thorium，元素符号 Th，原子序数 90）是“唯一被允许当燃料的放射性金属”——地壳里比铀多 3 倍，却长期活在铀的阴影下。
基本特征
外观：银白、高延展，空气中失去光泽呈灰黑；密度 11.7 g cm⁻³，熔 1750 °C。
晶体：面心立方（FCC），冷加工后硬度接近铜。
天然同位素：100 % 为 ²³²Th，半衰期 1.405×10¹⁰ 年，放射性比铀低一个量级（≈ 花岗岩水平）。
衰变链：²³²Th → ²⁰⁸Pb，放 6 个 α、4 个 β，最终稳定为铅。
资源与地质：比铅还富
地壳丰度：9.6 ppm，高于铀（2.7 ppm）、锡、汞。
主矿种：
独居石 (Ce,La,Th)PO₄ —— 海滨砂矿副产物，全球 99 % 钍来源；
钍石 ThSiO₄ —— 高品位但稀少；
铀-钍混合型矿床。
储量 TOP3：印度（> 50 % 全球）、巴西、澳大利亚；中国内蒙古白云鄂博“随稀土白送”。
开采现实：目前“零需求”——独居石里钍当放射性废渣堆存，印度已囤 30 万吨“零成本”钍库存。
核能路线：铀的“备胎”转正？
| 路线 | 原理 | 技术成熟度 | 代表堆 |
| 一次循环 | ²³²Th + 热中子 → ²³³U（裂变） | 与现役轻水堆兼容 | 印度 AHWR-300（2027 首堆） |
| 熔盐堆 | ThF₄ 溶于 LiF-BeF₂，在线提 ²³³U | 60 年代已跑 5 年（MSRE） | 中国 TMSR-LF1（武威 2 MWt，2023 运行） |
| 加速器驱动 | 散裂中子源驱动次临界钍堆 | 概念验证 | 欧盟 MYRRHA、中国 ADS 先导 |
燃料账：1 t ²³²Th ≈ 130 t 煤，全球钍可供电 1 万年（印度一家就能撑 600 年）。
安全卖点：
常压运行（熔盐堆无高压容器）；
²³³U 热中子裂变产额高，废物寿命比铀-钚循环短 1 个量级；
熔盐冻结阀：失电即熔盐凝固，自动停堆。
黑科技与工业应用
| 场景 | 机制 | 现状 |
| 合金添加剂 | 2 % Th → 镁合金高温强度↑3×（Mg-Th-Zr，航空发动机壳体） | 因放射性被 Ce/Y 替代，仅存旧军机 |
| 燃气灯罩 | ThO₂ + 1 % CeO₂ 白炽纱罩，发光效率 80 lm W⁻¹ | 1890-1990 年主力，现被 LED 淘汰 |
| TIG 焊电极 | ThO₂ 2 % 提高电子发射，起弧稳 | 仍用，但欧盟逐步以 La₂O₃/CeO₂ 替代 |
| 光学镀膜 | ThF₄ 高折射率 1.52 @ 550 nm，激光陀螺反射镜 | 少量军工保留，民用已换 ZrF₄ |
| 放射性同位素热源 | ²³²Th → ²²⁸Th（α，半衰期 1.9 年）可制作 50-100 W 热源 | NASA Deep Space 备选，尚未飞行 |
辐射与环保
剂量水平：金属钍外照射剂量率 < 0.1 μSv h⁻¹（距 1 m），与花岗岩相当；主要防 α 吸入——ThO₂ 粉尘限值 0.05 Bq m⁻³。
废物优势：钍-铀链无 ²³⁹Pu，次锕系产额低 10 倍，地质处置库毒性积分下降 1 个量级。
环保事件：巴西海滨独居石早期用硫酸堆浸，钍-镭进入红树林，现用磁选-浮选无酸工艺，钍渣回填矿坑。
经济拼图：为何仍“叫好不叫座”？
铀太便宜：2023 天然铀 50 $/lb，对应发电燃料成本 0.5 ¢/kWh，钍无价格优势；
基础设施：全球 440 台现役堆皆铀设计，换钍需重造燃料循环（后段 ²³³U 分离、熔盐化学);
核平衡：²³³U 与武器级 ²³⁵U 只差 2 个中子，需 “钍-铀分离” 防扩散（熔盐堆在线分离最敏感）；
印度例外：本土铀少钍多，已投入 56 亿美元“三步走”战略，目标 2050 年 30 % 电力来自钍。