Комментариев: 014.01.2014

    Даже в Германии, решившей отказавшейся от ядерной энергетики, проблема захоронения радиоактивных отходов по-прежнему стоит весьма остро: мало того, что их уже накопилось изрядно, так ведь последняя немецкая АЭС будет отключена только в 2022 году, а до той поры производство опасных отходов продолжается.

Что уж тут говорить о других странах, где и не помышляют об отказе от атомной энергетики! Поэтому наряду с поиском технических решений, касающихся утилизации и захоронения побочных продуктов работы нынешних урановых АЭС, инженеры столь же активно трудятся над новыми концепциями реакторов. Реакторов, в которых эффективность энергопроизводства сочеталась бы с безопасностью и экологичностью.

Торий вместо урана

Одна из таких концепций - реактор, работающий не на традиционном уране, а на другом слаборадиоактивном элементе - тории. Тория в земной коре содержится в 3-4 раза больше, чем урана, что делает его более доступным, и это, конечно, важно. Но главное достоинство тория все же в другом.

 "Он имеет важное преимущество в том, что касается продуктов распада, - говорит швейцарский инженер Карел Замец (Karel Samec), сотрудник Европейского центра ядерных исследований ЦЕРН близ Женевы. - Именно эта особенность тория и дает нам основания полагать, что он может играть ключевую роль в решении проблемы радиоактивных отходов".

Правда, торий сам по себе не является ядерным горючим, самоподдерживающая цепная реакция в нем не идет, но при захвате теплового нейтрона основной изотоп тория - торий-232 - превращается в изотоп урана - уран-233, - а тот уже не только способен к делению, но и обладает целым рядом преимуществ перед традиционным ядерным топливом - ураном-235.

Плюс в плане безопасности

Для превращения ториевого сырья во вторичное ядерное топливо необходим источник нейтронов, то есть ускоритель. Не зря же разработка ториевого реактора ведется именно в ЦЕРНе, где эксплуатируется крупнейший в мире комплекс ускорителей. Карел Замец поясняет: "В таком реакторе ускоритель разгоняет протоны до скорости в три четверти световой. Пучок протонов, попадая на свинцовую мишень, выбивает из нее огромное количество нейтронов. Эти нейтроны и превращают, в конечном счете, торий в ядерное топливо. При его радиоактивном распаде выделяется тепловая энергия, а ее можно использовать для получения электрической".

Контекст

Гибридный реактор как альтернатива термоядерного

Разработка термоядерного реактора, основанного не на расщеплении тяжелых ядер, а на синтезе легких, ведется давно, но пока без особого успеха. Более реалистичной представляется идея гибридного реактора.

А где ж найти такой могильник? или Ударим трансмутацией по радиоактивным отходам!

Проблема окончательного захоронения высокорадиоактивных отходов не решена ни в одной стране мира. Немецкие ученые работают над тем, чтобы сделать отходы менее радиоактивными. Это упростит проблему их захоронения.

Немецкую экологическую премию вручили двум предпринимательницам

  Сторонники новой технологии указывают на то, что, в отличие от сегодняшних урановых реакторов, в ториевом реакторе невозможно получение оружейного плутония, а, кроме того, его активная зона всегда находилась бы в подкритическом состоянии. Это, конечно, огромный плюс в плане безопасности: в аварийной ситуации достаточно отключить ускоритель, чтобы цепная реакция тотчас прекратилась.

Могильники не понадобятся

Правда, скептики опасаются, что и после остановки реактора остаточное тепловыделение может привести к расплавлению активной зоны, если система охлаждения выйдет из строя, как это произошло, скажем, на АЭС "Фукусима".

Но все же бесспорно главное и очень ценное свойство ториевого реактора заключается в том, что он не производит радиоактивных отходов с периодами полураспада, измеряемыми десятками или сотнями тысяч, а то и миллионами лет.

  "За время от 300 до 1000 лет радиоактивность всех этих отходов снизилась бы до уровня естественного природного фона", - говорит Карел Замец. Вопрос об устройстве специального могильника для захоронения таких отходов, скорее всего, просто отпал бы сам собой.

Таким образом, идея скомбинировать ускоритель и подкритический ториевый реактор, выдвинутая в конце 80-х годов прошлого века итальянским физиком, лауреатом нобелевской премии Карло Руббиа (Carlo Rubbia) и поначалу отвергнутая, переживает второе рождение. И даже начинает реализовываться на практике.

Вся проблема - в деньгах

   В Бельгии уже построен один небольшой прототип такого реактора, вскоре к нему присоединится второй, побольше. Ведутся в этом направлении работы и в Индии, и в Китае, и в Норвегии. Но главное препятствие на пути распространения новой технологии - не технического, а финансового характера. Уже разработка специальных ускорителей протонов, способных обеспечить ториевые реакторы тепловыми нейтронами, обойдется в колоссальные суммы.

А ведь это только начало, говорит Карел Замец: "Я думаю, массу усилий и расходов потребует создание внешнего топливного цикла, то есть круговорота ядерного топлива. Производство топливных элементов и переработка отработавшего ядерного топлива - дело сложное, все же речь идет о радиоактивном материале, это в полной мере касается и тория. На создание внешнего топливного цикла для урановых реакторов были потрачены многие миллиарды долларов. Разработка такого же цикла для ториевых реакторов едва ли обойдется дешевле. В этом - вся проблема".

Автор Владимир Фрадкин

Редактор Дарья Брянцева