На последнем дыхании

Фото: Andy Wong / AP

Из-за смога в Китае торопятся с разработкой безуранового ядерного реактора

Артем Асташенков

20 марта, 2014 19:51

4 мин

Пекин сократил срок, отведенный ученым на создание первой атомной электростанции на ториевом топливном цикле. Стремясь снизить зависимость от отравляющих воздух угольных электростанций, власти Китая дали Академии наук десять лет на разработку проекта АЭС, в основе которой будет лежать реактор на расплавах солей, сообщает Guardian.

Сейчас в КНР действует 20 АЭС и строится еще 28. Все они будут использовать в качестве топлива привычный уран. Китай импортирует его в огромных количествах в надежде постепенно сократить количество используемых в энергетическом комплексе страны углеводородов: экологическая обстановка КНР стремительно ухудшается, и местные ученые уже предрекают коллапс сельского хозяйства из-за смога, препятствующего фотосинтезу.

С учетом строящихся урановых реакторов, власти КНР рассчитывают, что к 2020 году АЭС страны суммарно будут вырабатывать 60 гигаватт электроэнергии, а к 2030 году — уже 150 гигаватт. Но урановый топливный цикл сравнительно дорог и вызывает опасения у населения после недавних событий на электростанции Фукусима-1 в соседней Японии. Торий встречается в природе значительно чаще, а его ядерный цикл по ряду причин безопасней — вот только в мире насчитывается меньше десятка экспериментальных реакторов на этой технологии и до промышленного применения пока далеко.

В начале 2011 года стало известно, что специальная лаборатория Китайской академии наук работает над экспериментальными ториевыми ядерными реакторами. В 2015 и 2017 годах должны были появиться первые два — оба 2-мегаваттные, с разными механизмами охлаждения. Далее были запланированы 10- и 100-мегаваттные демонстрационные реакторы.

Уже к осени 2012 года стало ясно, что так быстро технологию разработать не удастся. Сроки по запуску первых двух установок сместились на 2017 и 2020 годы соответственно. По состоянию на 2014 год, на весь проект отводилось еще 25 лет. Однако концепция изменилась: правительству КНР по-прежнему нужны ториевые реакторы, но теперь уже не столько из-за роста потребления электроэнергии, сколько из-за экологической обстановки. По оценке ученых, работающих над проектом, если в теперешних условиях подушевое потребление электроэнергии удвоится, весь Китай попросту задохнется.

Шаг от нынешних ядерных технологий до ториевого цикла сравнительно невелик. Технологию начали разрабатывать еще в 1950-х. В 1960-х один из экспериментальных реакторов в США проработал девять дней, другой — четыре года. Из-за компактности установку изначально предполагалось использовать в проекте атомного самолета, но тот быстро свернули. Следом за ним надолго забыли и о самих ториевых реакторах: в их цикле практически не вырабатывается плутоний, необходимый для производства атомных бомб, а в период холодной войны это было решающим фактором.

Ториевые реакторы — это перспективный подвид реакторов на расплавах солей. В качестве топлива используется жидкая смесь фторидов тория-232 и урана-233. Уран испускает медленные нейтроны, торий их захватывает, происходит бета-распад — и в итоге торий становится ураном-233, так что тот, по сути, не расходуется. В качестве теплового носителя используется расплав солей с точкой кипения около 1400 градусов Цельсия. Реактор при этом работает при температуре 600—700 градусов и сравнительно низком давлении, что позволяет сэкономить на корпусе и исключает аварии, связанные с разрывами.

На случай аварийной ситуации под установкой размещается резервное хранилище с холодным раствором соли — при перегреве жидкость внутри реактора сама будет сливаться туда под силой тяжести, расплавив пробку из более тугоплавкой соли. 83% высокорадиоактивных отходов стабилизируется за десять лет.

В начале XXI века сразу несколько исследовательских групп вспомнили о ториевом цикле. Сейчас помимо Китая над реакторами работают лаборатории в Японии, США, Австралии, Чехии и Великобритании. Известные запасы тория в мире насчитывают более 2 миллионов тонн, во столько же оцениваются неразведанные. На год работы 1-гигаваттного реактора понадобится не более шести тонн.

ТЕГИ

поддержать проект

Для поднятия хорошего настроения, вы можете угостить наших редакторов чашечкой кофе

Маленькая чашка кофе