Дуже мирний атом. Китай готується до запуску першого у світі "екологічного" ядерного реактора

реактор на розплавах солей
Фото: Seneca-Guns

Це буде перший у своєму роді експериментальний ядерний реактор, для охолодження якого не потрібна вода.

Китайські вчені оприлюднили плани про створення першого ядерного реактора на розплавах солей, який працює на рідкому торії, а не на урані. Він буде більш безпечним, ніж традиційні реактори, оскільки розплавлена сіль швидко охолоджується і твердне при контакті з повітрям, ізолюючи торій, тому будь-який потенційний витік призведе до виходу набагато меншої кількості радіації в навколишнє середовище порівняно з витоками з традиційних реакторів, повідомляє Livescience.

Очікується, що прототип реактора буде завершено в наступному місяці, а перші випробування почнуться вже у вересні. Це відкриє шлях до будівництва першого промислового реактора у 2030 році.

Реактор на розплавах солей (рідкосольовий реактор) — є одним з видів ядерних реакторів низького тиску, у яких основою охолоджувальної рідини є суміш розплавлених солей, яка може працювати за високих температур, залишаючись при цьому при низькому тиску. Це зменшує механічні напруги і підвищує безпеку і довговічність.

Оскільки цей тип реактора не вимагає води, він зможе працювати в пустельних регіонах. Перший комерційний реактор буде розташований у пустельному місті Увей, і китайський уряд планує побудувати ще більше реакторів у малонаселених пустелях і рівнинах західного Китаю, а також ще до 30 в країнах, що входять в економічний проект "Один пояс, один шлях". Це глобальна інвестиційна програма, у рамках якої Китай буде інвестувати гроші в інфраструктуру 70 країн.

Китайські урядовці розглядають експорт ядерної енергії як ключову частину програми "Один пояс, один шлях".

Торій — сріблястий радіоактивний метал, він набагато дешевший і більш поширений, ніж уран, і його нелегко використовувати для створення ядерної зброї.

Новий реактор є частиною прагнення керівника Китаю Сі Цзіньпіна до 2060 року зробити Китай вуглецево-нейтральним, кажуть учені з Шанхайського інституту прикладної фізики, які розробили прототип реактора.

Згідно зі звітом американської компанії Rhodium Group за 2019 рік, внесок Китаю в загальні глобальні викиди вуглецю становить 27%. Це більше, ніж викиди всіх розвинених країн світу разом узятих.

"Маломасштабні реактори мають значні переваги з точки зору ефективності, гнучкості та економії", — говорить Ян Руй, професор фізики з Шанхайського інституту прикладної фізики.

"Вони можуть відіграти ключову роль у майбутньому переході до чистої енергії. Очікується, що в найближчі кілька років маломасштабні реактори будуть широко поширені".

Замість паливних стрижнів реактори на розплавах солей працюють за рахунок розчинення торію в рідкій фторидній солі перед відправкою його в камеру реактора за температур вище 600 градусів Цельсія. При бомбардуванні нейтронами високої енергії атоми торію перетворюються в уран-233, ізотоп урану, який потім може розщеплюватися, вивільняючи енергію і навіть більше нейтронів у процесі, званому ядерним діленням. Це запускає ланцюгову реакцію, виділяється тепло в суміш солі і торію, яке потім проходить через другу камеру, де надлишкова енергія витягується і перетворюється в електрику.

Торієві реактори завжди цікавили вчених-ядерників. Перебуваючи всього через дві позиції зліва від урану в періодичній таблиці хімічних елементів, майже весь видобутий торій — це торій-232, ізотоп, який використовується в ядерних реакціях. Навпаки, тільки 0,72% від загального обсягу видобутого урану становить розщеплений уран-235, який використовується в традиційних ядерних реакторах. Це робить торій більш багатим джерелом енергії.

Переваги торію на цьому не закінчуються. Відходи ядерних реакцій з ураном-235 залишаються високорадіоактивними до 10 000 років і включають плутоній-239, ключовий інгредієнт ядерної зброї.

Традиційні ядерні відходи необхідно поміщати в свинцеві контейнери, ізолювати в безпечних приміщеннях і піддавати суворим перевіркам, щоб гарантувати, що вони не потраплять у чужі руки.

Навпаки, основними побічними продуктами ядерної реакції з торієм є уран-233, який може бути перероблений в інших реакціях, і ряд інших побічних продуктів із середнім періодом напіврозпаду всього 500 років.

Після випробувань прототипу потужністю 2 мегавати у вересні Китай планує побудувати свій перший комерційний торієвий реактор.

Учені стверджують, що його висота становить усього 3 метри, а ширина — 2,5 м, і він буде здатний виробляти 100 мегават електроенергії, чого буде достатньо для забезпечення енергією 100 000 чоловік. Тим не менш, він повинен працювати в парі з іншим обладнанням, таким як парові турбіни, щоб можна було використовувати електроенергію.