Китайские ученые взволнованы скорым началом испытаний экспериментального ядерного реактора, использующего торий в качестве топлива. Китай станет первой страной в мире, которая получит возможность коммерциализировать эту технологию.
Реактор необычен тем, что в нем вместо воды циркулируют расплавленные соли. У него есть потенциал для производства относительно безопасной и дешевой ядерной энергии. Также образуется гораздо меньшее количество очень долгоживущих радиоактивных отходов, чем в обычных реакторах.
Строительство экспериментального ториевого реактора состоится в г. Wuwei, на окраине пустыни Гоби: ожидается, что завершение первого испытательного полигона состоится к концу этого месяца, по крайней мере, по данным правительства провинции Ганьсу.
Что такое торий
Торий — слаборадиоактивный металл серебристого цвета, встречающийся в природе в горных породах и в настоящее время практически не используемый в промышленности. Исследователи говорят, что это отходы растущей промышленности Китая по добыче редкоземельных элементов, и поэтому он является привлекательной альтернативой импорту урана.
Огромный потенциал
Тория гораздо больше, чем урана, и поэтому было бы очень полезно иметь эту технологию на период до следующих 50 или 100 лет, когда запасы урана начнут иссякать. На создание технологии уйдут десятилетия, поэтому нужно начинать сейчас.
Линдон Эдвардс, инженер-ядерщик в Австралийской ядерной науке и технологиях.
Китай празднует 2011-ю годовщину запуска своей программы создания реакторов на расплаве соли. В 3 году компания инвестировала около 500 миллиардов юаней (XNUMX миллионов долларов США). Кацу Йошиока, бывший президент Международного форума по расплавленной соли тория в Ойсо, Япония, который тесно сотрудничал с китайскими исследователями.
Управляемый Шанхайским институтом прикладной физики (SINAP), реактор Wuwei предназначен для производства всего 2 мегаватта тепловой энергии, чего хватит только на 1.000 домов. Но если эксперименты увенчаются успехом, Китай надеется построить реактор мощностью 373 МВт к 2030 году, который сможет обеспечить энергией сотни тысяч домов.
«Почти» идеальная технология
Эти ториевые реакторы входят в число технологий, к которым Китай стремится достичь своей цели по нулевому выбросу углерода к 2050 году. Природный изотоп торий-232 он не может подвергнуться делению, но при облучении в реакторе он поглощает нейтроны, образуя уран-233делящийся материал, выделяющий тепло.
Торий был испытан в качестве топлива в других типах ядерных реакторов в странах, включая США, Германию и Великобританию, и является частью ядерной программы в Индии. До сих пор это не оказалось удобным, потому что добывать его дороже, чем уран, и, в отличие от некоторых природных изотопов урана, его, как уже упоминалось, сначала нужно превратить в делящийся материал.
Некоторые исследователи рекомендуют торий в качестве топлива, потому что его отходы с меньшей вероятностью будут использоваться в качестве оружия, чем отходы урана. Другие утверждали, что риски все еще существуют.
Реактор на расплавленных солях на тории: первый в мире
Наиболее опытные исследователи отмечают, что новый китайский ториевый реактор «копирует» Окриджскую национальную лабораторию. Это первый реактор на расплаве солей, запущенный в 1969 году и в настоящее время закрытый. Может быть, зная возможности эмуляции китайцев, меня бы это не удивило. Но нужно сказать, что в новом реакторе используются десятилетия инноваций в производственных процессах, материалах и приборах. Даже с более развитой ядерной энергетикой, которую мы видим сегодня, существует пропасть.
По сравнению с легководными реакторами на обычных атомных электростанциях, реакторы на расплавленных солях работают при значительно более высоких температурах. Это означает, что они могут вырабатывать электроэнергию намного эффективнее. В ториевом реакторе в Китае будут использоваться соли на основе фторидов, которые растворяются в бесцветной и прозрачной жидкости. при нагревании примерно до 450 ºC. Соль действует как теплоноситель, отводя тепло от активной зоны реактора. Кроме того, вместо твердых топливных стержней в реакторах на расплавленной соли также используется жидкая соль в качестве субстрата для топлива, такого как торий, который растворяется непосредственно в активной зоне.
Реакторы на расплаве солей считаются относительно безопасными, поскольку топливо уже растворено в жидкости, и они работают при более низком давлении, чем обычные ядерные реакторы, что снижает риск взрывного плавления.
Очень важный испытательный стенд
Китайский реактор станет полигоном для изучения этой технологии. Это позволит вам изучить всего понемногу, от анализа коррозии до характеристики состава смеси хладагентов во время ее циркуляции.
Для выхода китайского реактора на полную мощность могут потребоваться месяцы. Если что-то пойдет не так, нужно остановиться и начать заново. Насосы могут выйти из строя, трубы могут выйти из строя. Может произойти зависание. Вряд ли катастрофа, ученые настроены очень оптимистично.
Научные ссылки: https://doi.org/10.1038/d41586-021-02459-w
