В пустыне Гоби запущен первый в мире реактор на тории, сообщили в Китайской академии наук.
На самом деле экспериментальный ториевый реактор на расплавленных солях (ТРРС) с жидким топливом, расположенный в Увэй провинции Ганьсу, вышел на проектную мощность 2 МВт еще в июне, а в октябре в него впервые загрузили топливо, не останавливая работу.
Традиционные АЭС часто размещаются в прибрежных зонах, главным образом потому, что им требуется большое количество воды для охлаждения активной зоны. В новом реакторе в качестве ядерного топлива используется торий, а вместо воды внутри циркулируют расплавленные фторидные соли. Высокотемпературные расплавленные соли служат как носителем ядерного топлива, так и теплоносителем, что позволяет в будущем строить безопасные и эффективные атомные станции во внутренних районах.
Почему торий
Торий гораздо более распространен и доступен, чем уран, и обладает огромным энергетическим потенциалом. По оценкам, залежей в одном из хвостохранилищ рудника во Внутренней Монголии достаточно, чтобы обеспечить электроэнергией весь Китай более чем на 1000 лет.
В основе работы ТРРС — точно выверенная цепочка превращений. Природный торий-232 преобразуется в уран-233 — расщепляющийся изотоп, способный поддерживать цепные ядерные реакции. Торий-232 поглощает нейтрон, превращаясь в торий-233, который распадается на протактиний-233, а уже его распад дает собственно топливо. Весь процесс происходит внутри активной зоны реактора. Цепную реакцию инициируют нейтроны от небольшого начального заряда расщепляющегося материала, например, обогащенного урана-235 или плутония-239.
«С момента первого достижения критичности 11 октября 2023 года ториевый реактор на расплавленных солях непрерывно генерирует тепло за счет ядерного деления», — пояснила заместитель директора Шанхайского института прикладной физики (ШИПФ) Китайской академии наук Ли Циннуань.
Безопасность превыше всего
По ее словам, когда реактору требуется добавление топлива, обычные водо-водяные реакторы приходится останавливать, чтобы вскрывать верхнюю крышку корпуса высокого давления для замены топливных сборок. В ТРРС ядерное топливо равномерно растворено в теплоносителе — расплаве соли и циркулирует вместе с ним, что позволяет «заправлять» реактор без остановки.
«Такая конструкция не только повышает коэффициент использования топлива, но и значительно сокращает объем радиоактивных отходов — это еще одно из преимуществ ТРРС», — подчеркнула Ли.
Безопасность — основа ядерной отрасли. Как типичный представитель реакторов четвертого поколения, ТРРС отличается такими достоинствами, как внутренняя безопасность, охлаждение без воды, работа при атмосферном давлении и высокотемпературный выход, и признан международным сообществом наиболее пригодным способом использования тория в ядерной энергетике.
Главный инженер ШИПФ Ся Сяобинь уверен в безопасности разработки на все сто.
«Во-первых, он может работать при атмосферном давлении, что абсолютно исключает риск взрыва. Используемые нами расплавленные соли сами по себе хорошо удерживают радиоактивные нуклиды. Кроме того, реактор построен под землей и оснащен полноценной системой экранирования. Даже в крайне маловероятном случае утечки расплавленная соль потечет в специальные защитные устройства, где быстро затвердеет по мере остывания, локализуя риск», — рассказал он.
Что дальше
По словам директора ШИПФ Дая Чжиминя, его предшественник в должности наметил три этапа развития технологии: экспериментальный реактор, исследовательский реактор, демонстрационный реактор.
«Мы уверенно продвигаемся вперед, следуя его курсу», — заявил Дай.
В планах возглавляемого им учреждения — строительство демонстрационного ТРРС мощностью 100 МВт к 2035 году с возможностью практического применения.
В Европе научились создавать энергию для домов из ядерных отходов
В Сибири разрабатывают гибрид ядерного и термоядерного реакторов
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram