Китайские ученые воодушевлены скорым началом испытаний экспериментального ядерного реактора, использующего торий в качестве топлива. Китай станет первой страной в мире, которая сможет коммерциализировать эту технологию.
Реактор необычен тем, что внутри него вместо воды циркулируют расплавленные соли. У него есть потенциал для производства относительно безопасной и дешевой ядерной энергии. При этом они производят гораздо меньшее количество очень долгоживущих радиоактивных отходов, чем обычные реакторы.
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, который в природе встречается в горных породах и в настоящее время мало используется в промышленности. По словам исследователей, это отход растущей промышленности Китая по добыче редкоземельных металлов и поэтому привлекательная альтернатива импортному урану.
Огромный потенциал
Тория гораздо больше, чем урана, и поэтому это будет очень полезная технология в ближайшие 50 или 100 лет, когда запасы урана начнут иссякать. На реализацию этой технологии потребуются десятилетия, поэтому нам нужно начинать сейчас.
Линдон Эдвардс, инженер-ядерщик Австралийской ядерной науки и технологий.
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 Оисо, Япония, который тесно сотрудничал с китайскими исследователями.
Реактор Увэй, эксплуатируемый Шанхайским институтом прикладной физики (SINAP), 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, на которые Китай рассчитывает достичь своей цели по нулевым выбросам углекислого газа 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 таких странах, как США, Германия и Великобритания, и является частью ядерной программы в Индии. На сегодняшний день он не доказал свою рентабельность, поскольку его добыча дороже, чем уран, и, в отличие от некоторых природных изотопов урана, его сначала необходимо преобразовать в расщепляющийся материал.
Некоторые исследователи поддерживают использование тория в качестве топлива, поскольку говорят, что его отходы с меньшей вероятностью будут использоваться в качестве оружия, чем отходы урана. Другие утверждают, что риски все еще существуют.
Реактор на расплавленных солях на тории: первый в мире
Самые опытные исследователи отмечают, что новый китайский ториевый реактор «копирует» реактор Окриджской национальной лаборатории. Это первый реактор на расплавах солей, запущенный в 1969 году и ныне закрытый. Возможно, зная способность китайцев подражать, меня это не удивило бы. Однако следует сказать, что новый реактор основан на десятилетиях инноваций в производственных процессах, материалах и приборах. Существует пропасть даже по сравнению с самой развитой ядерной энергетикой, которую мы видим сегодня.
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 испытательным полигоном, на котором можно многое узнать об этой технологии. Это позволит нам изучить всего понемногу: от анализа коррозии до характеристики состава смеси хладагентов во время ее обращения.
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
