Представьте себе мир, в котором ваши счета за электричество исчезнут, как динозавры. И это вовсе не утопия. Китайские инженеры очень скоро могут подарить планете абсолютно бесплатное и неисчерпаемое электричество. Правда, всего-то на 60 тысяч лет.
- Для этого китайцы собираются использовать торий — самый незаметный из радиоактивных элементов. Для тех, кто проспал урок химии, поясняем: торий — это радиоактивный металл, который до недавнего времени оставался в тени своего более известного собрата, урана.
- Но этот слабо радиоактивный металл не является непосредственно расщепляющимся. Он не может подвергаться делению атомных ядер, в результате которого и выделяется энергия. Поэтому его сначала нужно преобразовать в расщепляющийся уран-233.
Правда, торий может вырабатывать в 200 раз больше энергии, чем уран-232. Для энергетики это означает примерно то же самое, что сменять трёхколёсный велосипед на сверхзвуковой самолёт.
Из соображений национальной безопасности общие запасы тория в Китае остаются засекреченными. Есть лишь сведения по отдельным месторождениям. Например, месторождение Баян-Обо во Внутренней Монголии, которая считается сокровищницей всех полезных ископаемых Китая, содержит 1 миллион тонн тория.
- Чтобы применять торий, китайцы хотят еще и полностью заменить сам принцип создания ядерных реакторов. Традиционные ядерные реакторы похожи на кнопочные телефоны в сфере производства энергии — они функциональны, но неуклюжи. На смену им приходят реакторы на расплавах солей — скажем так, смартфоны ядерного мира.
- В таких реакторах торий смешивают с фторидом лития и нагревается до 1400 °C. Этот процесс превращает торий в уран-233, который затем распадается, высвобождая энергию. В результате деления ядер выделяется тепло, а затем пар, который приводит в движение турбину для выработки электроэнергии.
- Это более безопасный и эффективный ядерный реактор, который производит значительно меньше отходов. Это всё равно что перейти с прожорливого внедорожника на Tesla. Если Китай правильно разыграет свои ториевые карты, это открытие может произвести революцию в мировой энергетике. В идеале это позволит полностью избавить человечество от зависимости от ископаемого топлива и сократить выбросы парниковых газов.
Конечно, в каждой бочке мёда есть ложка дёгтя. Для извлечения тория из горной породы требуются новые технологии, которые пока только оттачиваются. Кроме того, хотя сам по себе торий не подходит для ядерного оружия, его побочные продукты могут быть использованы военными, что вызывает опасения по поводу безопасности.
— Гигантские запасы тория остаются полностью неосвоенными, — говорит старший инженер Фань Хунхай из Национальной ключевой лаборатории по разведке, добыче и ядерному дистанционному зондированию урановых ресурсов в Пекине. — А спрос на торий открывает нам огромные возможности.
Действительно, уже известно, где Китай будет применять новое чудо-топливо. Недавно китайцы представили KUN-24AP, первый в мире атомный контейнеровоз на ториевом топливе. Также изучает технологию ториевых реакторов для будущих лунных баз. А в этом году Китай начнет строительство демонстрационного реактора на расплавах солей на основе тория в пустыне Гоби.
Проект реактора мощностью 10 мегаватт, которым руководит Шанхайский институт прикладной физики Китайской академии наук, планируется ввести в эксплуатацию к 2030 году. Уже сейчас в Гоби есть экспериментальный мини-реактор мощностью 2 МВт, который эксплуатируется с 2021 года.
О технических характеристиках нового китайского реактора известно немного. В отчёте Китайской академии наук говорится, что активная зона реактора на расплавах солей будет иметь высоту 3 метра и диаметр 2,8 метра. Он будет работать при температуре 700 °C и вырабатывать 60 МВт тепловой энергии, а также 10 МВт электроэнергии.
Но Китай не одинок в своих стремлениях к использованию тория. Компания Natura Resources и Абилинский христианский университет в Техасе совместно работают над реактором на расплавах солей мощностью 1 МВт. Еще дна американская компания Kairos Power разрабатывает высокотемпературный реактор ]в штате Теннесси. Компания уже заключила сделку с Google на поставку 500 МВт к 2035 году для питания центров обработки данных.
Ознакомиться с похожими материалами нашего издательства можно здесь