Експеримент з ядерним реактором на солях торію

Група NRG відновила роботи, спрямовані на дослідження в області створення ядерних реакторів, які використовують в якості палива солі торію.

Група вчених з Групи ядерних досліджень (Nuclear Research and Consultancy Group, NRG), Нідерланди, для задоволення все зростаючих енергетичних потреб людства повернулася до експериментам, проведеним ще в 1970-х роках. Вперше з 1976 року група NRG відновила роботи, спрямовані на дослідження в області створення ядерних реакторів, які використовують в якості палива солі торію. І якщо таким реакторів буде судилося з’явитися на світ в майбутньому, вони стануть більш безпечною і ефективною заміною нинішнім ядерних реакторів, які працюють на урані.

Сучасна ядерна енергетика володіє чотирма основними негативними сторонами. По-перше, уран, використовуваний як паливо, досить рідкісний, його видобуток і попередня обробка вимагає значних витрат. По-друге, технології виробництва ядерного палива і переробки ядерних відходів можуть бути відносно легко переорієнтовані для виробництва ядерної зброї. По-третє, реактори старих поколінь володіють далеко не 100-відсоткової надійністю, завжди існує невелика ймовірність повторення катастроф типу Чорнобиля і Фукусіми. І, по-четверте, ще ніхто не придумав технологію безпечної утилізації, переробки і тривалого зберігання ядерних відходів.

Рішенням більшості проблем може стати заміна урану і плутонію, який є продуктом реакцій ядерного розщеплення урану, іншим видом ядерного палива. З 1940-х років в якості альтернативного виду ядерного палива розглядався торій, який більш поширений, ніж уран, який не вимагає дорогої процедури збагачення і який практично неможливо використовувати для створення ядерної зброї. Більш того, реактор на торії досить легко зупинити в разі виникнення непередбаченої ситуації, а продукти розпаду торію є нестабільними ізотопами, які “живуть” не більше 100 років.

Але головною перешкодою до використання торію є те, що не можна набрати критичну масу цієї речовини. Якщо взяти достатню кількість збагаченого урану, наприклад, і сконцентрувати його в мінімально можливому обсязі, то кількість нейтронного випромінювання стане досить для виникнення ланцюгової реакції розщеплення. На жаль, з торієм такий “фокус” провернути не вдається, тому торій повинен бути змішаний з ураном або піддаватися опроміненню від зовнішнього джерела нейтронів.

У період з 1960 по 1976 рік в Національній лабораторії Ок-Рідж, США, проводилися експерименти з реакторами, які використовують в якості палива фторид торію. Незважаючи на отримання досить багатообіцяючих результатів, даний проект був зупинений. І з тих пір вчені з Індії, Китаю та деяких інших країн намагалися проводити свої експерименти з торієвого реакторами, використовуючи в якості палива різні солі літію.

Експеримент SALt Irradiation ExperimeNT (SALIENT), що проводиться співробітниками NRG спільно з співробітниками лабораторії European Commission Laboratory Joint Research Center, спрямований на дослідження і розробку технологій, необхідних для створення реактора, що працює на розплаві солей торію (Thorium Molten Salt Reactors, TMSR), який є перспективним видом джерела енергії. Згідно з інформацією, представленою групою Thorium Energy World, на першому етапі експерименту будуть виконані роботи, спрямовані на розробку технологій видалення з розплаву благородних металів, які є продуктами розпаду торію.

Як тільки перший етап буде завершено, вчені приступлять до з’ясування того, як конструкційні матеріали, використовувані в ядерній енергетиці, будуть витримувати вплив корозійно-активного високотемпературного розплаву солей. Паралельно з цим будуть вестися дослідження нових стійких до корозії матеріалів, наприклад, сплавів нікелю і сплавів молібдену-цирконію-титану, використання яких дозволить знизити виробничі і експлуатаційні витрати.

А кінцевою метою проекту SALIENT є розробка конструкції модульного і масштабується TMSR-реактора, який можна використовувати для безперервного отримання енергії протягом декількох років. При цьому, дозаправка такого реактора паливом може проводитися прямо під час роботи, що виключає необхідність його повної зупинки.