For the first time since 1969 the world will see a thorium-powered nuclear reactor tested this September, when the system, built at Wuwei in northern China, is ready.

    The new molten-salt technology will be "safer" and "greener" than regular uranium reactors, and so could help to meet China's climate goals.

    Operated by the Shanghai Institute of Applied Physics (SINAP), the Wuwei reactor is designed to produce just two megawatts of thermal energy, which is only enough to power up to 1,000 homes. But if the experiments are a success, China hopes to build a 373-megawatt reactor by 2030, which could power hundreds of thousands of homes.

    What is a thorium-fuelled nuclear reactor? 

    At the end of August, the construction of its first thorium-fuelled molten-salt nuclear reactor was completed, with plans to begin the first tests of this alternative technology to current nuclear reactors within the next two weeks, according to a statement from the Gansu provincial government. China's molten-salt reactor program was first launched in 2011, investing some three billion RMB (about 500 million USD ).

    Thorium is a metallic element with radioactive properties, close to uranium on the periodic table, which was considered as an alternative fuel source.

    Molten salt plants don't use water for cooling like traditional nuclear power plants and so can be built in desert areas, such as China's sparsely populated western regions. If the experimental reactor is a success, it could lead to commercialization and help China meet its climate goals.

    Comments from scientists and media

    Scientists are excited about an experimental nuclear reactor using thorium as fuel. Although this radioactive element has been trialed in reactors before, experts say that China is the first to have a shot at commercializing the technology.

    The reactor is unusual in that it has molten salts circulating inside it instead of water. It has the potential to produce nuclear energy that is relatively safe and cheap, while also generating a much smaller amount of very long-lived radioactive waste than conventional reactors.

    Thorium is a weakly radioactive, silvery metal found naturally in rocks, and currently has little industrial use. It is a waste product of the growing rare-earth mining industry in China, and is therefore an attractive alternative to imported uranium, say researchers.

    If the upcoming tests succeed, then China could become an exporter of a reactor technology that has been the subject of much discussion for over 40 years, according to French financial newspaper Les Echos.

    According to FRANCE 24, Jean-Claude Garnier, head of France's Alternative Energies and Atomic Energy Commission (CEA), "Almost all current reactors use uranium as fuel and water, instead of molten salt and thorium," which will be used in China's new plant.

    With molten-salt technology, "It is the salt itself that becomes the fuel," said Sylvain David, research director at the French National Centre for Scientific Research (CNRS) and nuclear reactors specialist. The salt crystals are mixed with nuclear material – either uranium or thorium – heated to over 500°C to become liquid, and are then be able to transport the heat and energy produced.

    Theoretically, this process would make the installations safer. "Some accident risks are supposedly eliminated, because liquid burning avoids situations where the nuclear reaction can get out of control and damage the reactor structures," Garnier added.

    Les Echos also noted that there's another advantage for China: this type of reactor does not need to be built near watercourses, since the molten salts themselves "serve as a coolant, unlike conventional uranium power plants that need huge amounts of water to cool their reactors." As a result, the reactors can be installed in isolated and arid regions, like the Gobi Desert.

    Great potential

    Thorium has been tested as a fuel in other types of nuclear reactors in countries including the U.S., Germany and the U.K. and is part of a nuclear program in India. But it has so far not proved cost effective because it is more expensive to extract than uranium and, unlike some naturally occurring isotopes of uranium, needs to be converted into a fissile material.

    Opinions shared on Nature.com said that China's reactor would be "a test bed to do a lot of learning," from analyzing corrosion to characterizing the radionucleotide composition of the mixture as it circulates. "We are going to learn so much new science," agreed Simon Middleburgh, a nuclear materials scientist at U.K. Bangor University.