В начале следующего года Шанхайский институт прикладной физики (SINAP) Китайской академии наук планирует начать строительство демонстрационного ториевого реактора мощностью 10 МВт на расплавленных солях. Экспериментальный прототип этого реактора был запущен в 2021 году, что подтверждает перспективность использования тория. Успешное завершение этого проекта станет основой для дальнейшего развития ториевой энергетики.
Создание сети реакторов на тории поможет Китаю и другим странам уменьшить зависимость от уранового топлива. На Земле тория достаточно для работы ядерных реакторов в течение сотен лет, в отличие от урана, запасы которого могут закончиться через 500 лет. Более того, торий в большом количестве содержится в отходах, образующихся при добыче редкоземельных элементов. Китай активно перерабатывает эти руды, и у него уже накопилось огромное количество отходов, которые требуют утилизации.
Трудности с торием связаны с тем, что он не подвергается ядерному распаду и должен быть преобразован в подходящий изотоп урана. Для этого торий-232 загружают в реактор-размножитель на расплаве солей. Фторид тория плавится в активной зоне реактора, и изотоп торий-232 в процессе облучения превращается в торий-233. Период полураспада тория-233 составляет около 20 минут, после чего половина вещества распадается до протактиния-233. Его период полураспада составляет 27,4 дня, в течение которых он распадается на уран-233 — подходящее топливо для реакции деления. Во время распада протактиний выводится из реактора и возвращается в него в виде уранового топлива. Пилотный проект Китая продемонстрировал свою работоспособность, однако экономическая целесообразность процесса остаётся под вопросом.
Ранее сообщалось о реализации пилотного проекта в пустыне Гоби. Там был создан жидкосолевой реактор мощностью 2 МВт и электрической мощностью 1 МВт. Институт SINAP, отвечающий за проект, признал его перспективным и запланировал строительство реактора мощностью 60 МВт с электрической мощностью 10 МВт (остальное — тепло, которое также можно использовать) в 2025 году. Более мощный жидкосолевой ториевый реактор планируется ввести в эксплуатацию в 2030 году. Если этот проект окажется успешным, его масштабируют ещё в десять раз — до выработки 100 МВт электрической энергии.
До запуска ториевых реакторов в Китае единственной действующей установкой такого типа был реактор в Ок-Риджской национальной лаборатории в США (ORNL), который был остановлен в 1969 году. С тех пор ториевые реакторы не строились. Однако сегодня интерес к ним возникает не только в Китае, но и во многих других странах, которые разрабатывают реакторы на расплавах солей как более безопасную альтернативу традиционным АЭС. Существует определённая обеспокоенность тем, что радиоактивное топливо должно некоторое время находиться вне реактора, пока оно «дойдёт до кондиции», что создаёт угрозу неконтролируемого распространения. Поэтому существуют проекты, в которых протактиний не покидает реактор и образует уран в недоступной для доступа активной зоне.
Несмотря на это, ториевые реакторы сегодня проектируются в странах Европейского союза, США, Японии и Индии. Китай продемонстрировал возможность двигаться по этому пути и стремится оставаться лидером в этой области. В то время как другие занимаются разработкой чертежей, он уверенно строит.
По материалам:
3dnews
