南非正在探索利用钍资源发展新一代核电技术的可能性。位于西开普省的斯廷坎普斯克拉尔矿山(Steenkampskraal Mine)近日提出一项计划,希望利用矿山所拥有的约1.4万吨钍资源,为南非未来的核反应堆开发潜在燃料来源,并推动本土核燃料产业发展。
2026年10月,南非电力部长科西恩肖·拉莫克戈帕(Kgosientsho Ramokgopa)与矿产及石油资源部长格韦德·曼塔谢(Gwede Mantashe)出席了该矿山首阶段项目的启动活动。矿山方面介绍了钍资源的潜在用途,以及未来将相关矿物用于核电和其他产业的设想。
钍是一种具有放射性的金属,在地壳中的丰度约为铀的三倍。虽然钍具有核燃料应用潜力,但从矿石中提取钍与将其加工成能够在商业核反应堆中安全使用的燃料,是两个不同的技术阶段。相关方案仍需要经过燃料验证、核安全审查和必要的监管程序。
斯廷坎普斯克拉尔矿山项目的首阶段将对独居石矿石(monazite ore)进行破碎和研磨。独居石是一种红褐色矿物,含有稀土元素及微量二氧化钍。
矿石经过初步处理后,将利用重力分选和浮选等技术分离不同矿物,为后续加工及出口作准备。
矿山执行董事罗比·洛(Robbie Louw)表示,相关独居石矿石含有14.5%的稀土氧化物总量和2.1%的钍。他称,该矿石的稀土品位处于全球已知的较高水平。按照他的说法,较高的稀土品位意味着,为获得相同数量的稀土,所需开采和处理的岩石可能更少。
矿山希望在开发稀土资源的同时,进一步研究钍的潜在价值。根据洛的介绍,项目持有的钍资源总量约为1.4万吨,未来有望成为南非研究本土核燃料生产的重要资源基础。
不过,矿产资源储量并不等同于已经可以投入核电生产的燃料数量。钍要应用于核反应堆,仍须根据具体技术路线进行加工和验证,其实际经济价值也取决于加工成本、燃料循环设计及核电项目的需求。
南非政府正在研究扩大核电能力的途径。2025年10月公布的《综合资源计划》(Integrated Resource Plan,IRP)提出,到2039年新增约105吉瓦的发电和储能能力,涵盖天然气、可再生能源和核电等不同能源类型。
其中,5200兆瓦被分配给新的核电发电能力。政府还计划通过单独的核工业化方案,评估进一步扩大核电建设的潜力。
南非核能公司(South African Nuclear Energy Corporation,Necsa)也在为未来核电项目寻找专业人才和技术方案。该公司此前启动了小型模块化核反应堆(Small Modular Reactors,SMRs)意向征集,希望了解相关技术的发展情况。
Necsa首席执行官洛伊索·蒂亚巴谢(Loyiso Tyabashe)表示,小型模块化反应堆有望通过本土能力建设,为南非核工业化计划作出贡献。
矿山方面提出,可考虑利用科贝赫核电站(Koeberg Nuclear Power Station)开展钍燃料资格验证。这一过程旨在评估燃料是否符合商业核反应堆的使用要求,但具体实施仍取决于技术方案、安全标准和监管审批。
拟建于东开普省圣弗朗西斯湾(St Francis Bay)和杰弗里斯湾(Jeffreys Bay)附近的泰斯蓬特核电站(Thyspunt)也是相关设想涉及的潜在项目之一。
不过,拉莫克戈帕此前在回应议会提问时表示,泰斯蓬特项目仍处于早期阶段。南非国家电力公司(Eskom)尚未选定反应堆供应商,也未最终确定反应堆设计。项目已进入详细环境影响评估阶段,具体安全要求仍将取决于最终采用的技术。
洛表示,如果采用闭式钍燃料循环(closed thorium fuel cycle),以南非目前的全国发电规模估算,每年可能只需要约30吨钍。他据此认为,矿山现有的钍资源量在理论上相当于约500年的南非当前发电需求。
他还将这一潜在发电能力与南非发电站常用煤炭的发电潜力进行了比较。不过,这类估算依赖特定的反应堆技术和燃料循环条件,不能视为目前已经实现或得到商业验证的发电能力。
除南非国内市场外,矿山也计划探索向印度等国家出口相关矿物,并研究钍在其他领域的潜在用途。
洛表示,南非核能公司愿意参与钍资源长期增值利用的研究,其中包括医疗应用。他提到,钍衰变产生的子体核素正在接受评估,以研究其用于癌症靶向α粒子治疗(targeted alpha therapy)的可能性。
整体而言,斯廷坎普斯克拉尔矿山的计划将稀土开采、钍资源利用和南非核电扩张联系起来。但钍燃料能否真正进入商业核电站,仍取决于技术验证、投资规模、监管审批及未来核电项目的具体需求。
对南非而言,下一阶段的关键不只是拥有多少钍资源,而是能否将矿产优势转化为安全、可行且具备经济竞争力的能源技术和本土产业能力。