Ториевые реакторы позволяют вырабатывать энергию и уничтожать ядерные отходы
Уран-235 и Уран-238, которые мы используем в современных ядерных реакторах – это самые энергетически плотные источники топлива из известных человечеству, но их мощный потенциал имеет высокую цену – и не только в случае природных катастроф. Их побочный продукт – плутоний – остаётся смертельно радиоактивным в течение многих тысячелетий. Именно по этой причине одна инновационная норвежская компания разрабатывает альтернативное ядерное топливо, которое не будет использовать уран.
Когда уран используется в традиционных реакторах лёгкой воды, он превращается в плутоний (и если используется изотоп уран-238, то на выходе получается расщепляемый плутоний-239). И даже если не брать в расчёт риск утечки оружейного плутония из национальных хранилищ радиоактивных отходов, простого способа избавиться от этого продукта не существует. На сегодняшний день единственное наше решение – это надёжно хоронить его и надеется на лучшее. Но компания Thor Energy – подразделение расположенной в Осло группы Scatec – хочет сжигать эти запасы плутония, чтобы питать те самые реакторы, которые его создали. Всё что требуется такой системе для работы – это торий. Очень много тория.
К счастью, торий (Th232) это весьма распространённый – хотя и немного радиоактивный – элемент. По имеющимся оценкам, его запасы в четыре раза превышают запасы урана и в 500 раз – запасы урана-238. Он настолько распространён, что считается побочным продуктом индустрии добычи редкоземельных материалов. Проблема с ним заключается лишь в том, что природный торий не содержит достаточно расщепляемого изотопа торий-231 для поддержания критической массы. И именно здесь в схеме появляется плутоний. Что сделала Thor Energy – так это смешала керамический оксид тория (ThO2) с оксидом плутония (то есть с радиоактивными отходами) в соотношении 90:10, и получила ториевое МОКС-топливо. Оксид тория в данном случае выступает в качестве матрицы, удерживающей плутоний на предназначенном ему месте.
Эта технология может с лёгкостью произвести революцию в ядерной энергетике. Ториевое МОКС-топливо может быть превращено в энергетические стержни и использоваться в ядерных реакторах текущего (второго) поколения с минимальными доработками. Керамический торий имеет более высокую теплопроводность и точку плавления, чем уран — а это значит, что он может работать при более низкой и безопасной внутренней температуре гранул с меньшим шансом расплавления, меньшим выбросом газов, и более продолжительными топливными циклами.
И что ещё более важно, торий не превращается в плутоний – фактически, дело обстоит ровно наоборот. В данном технологическом процессе плутоний уничтожается. Разумеется, система расщепления тория создаёт свои собственные отходы, но радиоактивный торий не окисляется и остаётся более стабильным на протяжении всего периода своего распада.
В настоящее время Thor Energy тестирует свою инновационную технологию в малом масштабе. Построенный для этих целей реактор-прототип будет питать бумажную фабрику в городке Хальден, Норвегия, в течение ближайших пяти лет. Если в ходе испытаний топливо покажет себя коммерчески рентабельным, мы можем увидеть радикальные изменения в ядерной энергетике мира уже к концу этого десятилетия.
Источники: gizmodo.com и gearmix.ru.
Марк Кайфман