Шанхайский институт прикладной физики в Китае получил первую в стране лицензию на эксплуатацию жидкосолевого ториевого реактора, который был построен в еще в 2021 году в городе Увэй. Он отличается от обычных реакторов теплоносителем, а также ядерным топливом — вместо урана в нем используется жидкое топливо на основе тория. Надо сказать, что подобного типа реакторы уже существуют в мире, но они имеют некоторые недостатки. При строительстве китайского реактора все предыдущие ошибки были учтены. Теперь, если тестирование пройдет успешно, ядерная энергетика вскоре может стать еще более доступной, эффективной и безопасной.

В Китае запустят первый ториевый ядерный реактор

Что такое реактор на расплавах солей

В обычных ядерных реакторах, как известно, в качестве охлаждающей жидкости используется вода. У жидкосолевых же аналогов вместо воды применяются расплавы солей, то есть жидкую смесь расплавленных солей. Солевой теплоноситель способен работать при более высокой температуре но с более низким давлением в системе. То есть в ней уменьшается механическое напряжение, благодаря чему повышается безопасность и долговечность реактора.

Обычно такие реакторы работают на основе жидкого ядерного топлива, которое является одновременно и теплоносителем. Благодаря этому упрощается конструкция реактора. Кроме того, данное решение позволяет менять топливо в реакторе, не останавливая его. В качестве солей обычно используются химическое соединения фтора или хлора с радиоактивными веществами, такими как торий, уран, плутоний и др.)

Ториевый реактор работает на жидкосолевом доступном топливе

Что представляет собой китайский ториевый реактор

В основном все существующие жидкосолевые реакторы в качестве охлаждающей жидкости используют расплавленные металлы, а именно — натрий. Они обладают всеми вышеперечисленными преимуществами, но имеют серьезные минусы, в результате которых не получили широкого распространения.

Дело в том, что натрий отличается высокой реакционной способностью. По этой причине в российский реакторах за последние 17 лет произошло 27 утечек, 14 из которых приводили к возгоранию. Новый же китайский реактор будет работать с использованием более безопасного теплоносителя, а именно — соли фторида лития-бериллия. Эта жидкость может работать при температуре 650 градусов в течение 10 лет.

Но самое главное, что в качестве ядерного топлива используется торий, а точнее жидкий фторид тория, состоящий из топливных солей. Как сообщает Всемирная ядерная ассоциация (WNA), тория в мире гораздо больше, чем урана. К примеру, в одном только Китае, по оценкам экспертов, тория достаточно для ядерной энергетики на 20 тысяч лет.

Торий — доступный, слаборадиоактивный металл

Однако использовать его можно только в сочетании с делящимся материалом, таким как переработанный плутоний. Обработка плутония делала использование этого топлива нерентабельным. Теперь же благодаря использованию смеси доступных жидких солей, ядерное топливо станет максимально доступным.

Принцип работы ториевого реактора

В новом реакторе происходит реакция изотопа тория-232 в процессе облучения его вспомогательным радиоактивным топливом (урана-235). В результате образуется уран-233, то есть обогащенный уран. Дальше происходит обычная ядерная реакция, как в традиционных реакторах — расщепляется уран и при этом выделяется тело.

Температура солевого раствора нагревается до 450-650 °C и по тепловому контуру передается воде. Последняя превращается в пар и вращает турбину электростанции.

В Китае планируют построить мощные ториевые реакторы

Надо сказать, что реактор является экспериментальным. На нем будет происходить изучение безопасности данной технологии и тестироваться стабильность работы, технология дозаправки и непрерывного удаления газов. Если испытания пройдут успешно, Китай планирует построить ректоры гораздо большей мощности. Использование таких реакторов может стать новой вехой в развитии ядерной энергетики. Она станет еще более дешевой и безопасной, то есть лишится основных недостатков в сравнении с зеленой энергетикой.

При этом в отличие от малых модульных реакторов, ториевые реакторы способны вырабатывать большее количество энергии. Поэтому интерес к данной технологии также проявила Япония и США. К примеру, в 2021 году американские компании TerraPower и PacifiCorp предложили строительство экспериментального реактора вместо старой заброшенной угольной электростанции.