熔盐堆是第四代核能系统研究候选堆型中唯一的液态燃料堆。我国研发的熔盐堆是“钍基熔盐堆”，即用钍元素作为核燃料、用熔融态的盐作为热介质进行发电。和常规铀反应堆不同，钍基熔盐堆内部循环的是液态盐。这些液态盐既可被当作核燃料的承载体，又能被当作核裂变反应的冷却剂，因此在使用时要将钍元素溶解在氟盐冷却剂里生成氟化盐，进而不断输出巨大的能量。由于钍基熔盐反应堆是用氟化盐作冷却剂，依赖的水资源较少，在缺水的干旱地区甚至沙漠地区也能建造和运行。
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