Ядерная энергетика в Китайской Народной Республике развивается очень стремительно. Сейчас ученые почти завершили постройку реактора, который может произвести настоящую революцию в энергетике.
Разберем подробнее в чем заключаются преимущества этого реактора, как он устроен и когда ожидается начало промышленного производства.
В начале 50-х годов прошлого века, проект реактора, где вместо урановых стержней будет применяться расплав соли, в котором растворены радиоактивные элементы, начали разрабатывать ученые из Соединенных Штатов Америки. На основе таких реакторов планировалось создать двигатели для самолетов.
Рисунок 1. Металлический торий
К 70-м годам проект пришлось свернуть, так как он натолкнулся на ряд значительных трудностей технического характера. Эти проблемы касались значительных габаритных размеров, отсутствия материалов, обладающих значительной химической стойкостью к воздействию расплавов солей и высоким риском применения в авиации.
Кроме опасности возникновения коррозии в компонентах реактора, проблема заключалась еще и в том, что количество радиоактивных материалов, необходимых для протекания цепной реакции оказывалось слишком малым. Для решения этой проблемы приходиться добавлять к торию уран или другой, схожий с ним, по своим свойствам радиоактивный металл для запуска цепной реакции.
Все эти проблемы привели к закрытию проекта таких реакторов, поначалу казавшихся очень перспективными. Поэтому до настоящего времени промышленных испытаний не было и многие ученые серьезно сомневаются в возможности работы реактора в реальных условиях.
В наше время вновь вернулся интерес к таким реакторам и похоже, что китайским ученым удалось решить все проблемы. В 2011 году правительство Китая одобрило планы по созданию реактора на расплаве солей тория.
Как уже было сказано выше, главной особенностью нового реактора является применение для его охлаждения расплава солей. Вместо урановых стержней в нем используется жидкий торий.
Это дает значительные преимущества:
- Не требуется большого количества воды для охлаждения реактора, что позволяет его использовать в пустынных регионах планеты.
- Стоимость тория намного ниже, чем стоимость урана.
- Получаемые в результате работы реактора радиоактивные элементы непригодны для производства ядерного оружия.
- Период полураспада тория составляет всего 500 лет, а уран имеет период полураспада 10 тысяч лет.
Применение в качестве топлива тория для ядерного реактора позволит значительно сократить расходы на его создание и эксплуатацию, а значит дает возможность получения дешевой энергии в достаточных количествах.
В конструкции реактора отсутствуют металлические стержни, а торий растворен в расплаве солей и протекает через него при повышенной температуре.
Рисунок 2. Принципиальная схема работы реактора
Расплав солей выступает в качестве охлаждающей жидкости, значит отпадает необходимость использования сложных охлаждающих систем, работающих при высоком давлении. Реактор не требует остановки для пополнения запаса радиоактивного топлива, а отработанные радиоактивные отходы сами покидают рабочую зону.
Если возникает аварийная ситуация, когда радиоактивное топливо может оказаться на открытом воздухе, оно быстро остынет и затвердеет. В результате радиоактивное топливо окажется надежно запечатанным. Это позволит значительно сократить зону загрязнения радиоактивными веществами.
Китайские ученые планируют запустить экспериментальный реактор, мощностью 2 МВт, размещенный в пустынных областях Западного Китая. Прототип реактора был построен уже в августе, а испытания планируется начать в сентябре.
В случае, если реактор подтвердит на практике заявленные характеристики, к 2030 году городе Увэй, планируется построить и запустить в работу реактор, мощностью 100 МВт.
Запуск ториевого реактора позволит обеспечить экологически чистое и стабильное производство электрической энергии, которое будет дополнять мощности ветряных и солнечных электростанций в пустынных областях Западного Китая. Если проект окажется жизнеспособным, человечество сделает еще один шаг на пути к дешевой и безопасной энергетике.
