Комментариев: 013.03.2012

Россия  продолжает работать на бомбовых материалах

Григорий Матиас

  Китай официально объявил о запуске программы по развитию атомной энергетики на базе ториевых ядерных реакторов. Если программа будет успешна, КНР сможет использовать атомные электростанции в качестве основного поставщика энергии, извлекая ее из наиболее чистого и безопасного вида топлива. Чем же так привлекательны эти ториевые реакторы?

 Надвигающийся энергетический кризис не только посеял панику среди масс, но и стимулировал исследования в области энергетики. Пока одни ученые задумываются над сооружением электростанций, работающих на альтернативных источниках энергии, другие предлагают пути усовершенствования традиционных способов добычи энергии. Китай официально объявил о запуске программы по развитию атомной энергетики на базе ториевых ядерных реакторов. Если программа будет успешно развиваться, Китай сможет использовать АЭС в качестве основного поставщика энергии, извлекая ее из наиболее чистого и безопасного вида топлива.

Хотя изобрели этот чудо-реактор вовсе не жители Поднебесной. Его создателем является знаменитый физик Карло Руббиа, которого также называют "отцом" Большого адронного коллайдера. Именно он в 80-х годах прошлого столетия разработал метод, позволяющий зарегистрировать прежде неуловимые W-бозоны и Z-бозон. За свои открытия великий ученый был удостоен Нобелевской премии по физике в 1984 году.

Что же принципиально нового в реакторе Руббиа, который еще называют "ядерным умножителем"? Прежде всего то, что в качестве сырья в нем используется не опасный уран, а другой элемент - торий. Известно, что его запасов на планете во много раз больше, чем таковых урана. Более того, практически весь добытый торий может использоваться в качестве топлива (для сравнения - только 0,7% урана, добытого из урановой руды, может стать ядерным топливом). Проще говоря, в энергетическом выражении одна тонна добываемого тория эквивалентна 200 тоннам урановой руды или 3,5 миллиона тонн угля.

Тем не менее, известно, что сам по себе торий не способен обмениваться тепловыми нейтронами и, соответственно, выступать в качестве горючего для электростанции. Это скорее топливное сырье, которое захватывает ядерные частицы и нейтроны. И затем преобразуется в аналог уранового топлива, который может реагировать на процесс деления и производить энергию. Точнее говоря, классическая схема работы происходит так: первоначально в ториевый реактор загружают изотоп ²³³U (который делится при взаимодействии как с быстрыми, так и с медленными нейтронами), полученный в другом реакторе. В результате захвата ядром изотопа ²³²Th нейтрона, образующегося при делении ²³³U, это ядро после двух последовательных b-распадов превращается в ядро ²³³U, то есть получается вторичное ядерное топливо. Его, кстати, тоже можно использовать.

Для модификации реактора, Карло Руббиа предлагал воспользоваться ускорителем протонов с энергией пучка от 800 МэВ до 1 ГэВ для обстрела топливного элемента из тория и применять свинец в качестве теплоносителя. Высокоэнергетические пучки частиц используются для стимуляции реакции, которая производит энергию, достаточную для питания ускорителя частиц и отправки в энергосеть. Эту схему называют субкритическим реактором с ускорительной системой.

Но все-таки, как же в этой схеме получается энергия, необходимая для выработки электричества? Согласно расчетам Руббиа, поток протонов, вырвавшийся из ускорителя, будет расщеплять ядра тория и инициировать процесс деления. Кстати, замечательная особенность тория, такая как отсутствие самоподдерживающегося деления, делает данную АЭС абсолютно безопасной, поскольку, как мы видели, реакция с выделением тепла идет только благодаря бомбардировке тория протонами. Следовательно, выключение протонного ускорителя приводит к мгновенной остановке работы реактора.

 Также преимуществами ториевых АЭС являются длительный цикл работы топливного элемента, что снижает утечки материала, высокая безопасность и отсутствие необходимости обогащения топлива. Кроме того, размещение реактора под землей имеет серьезные плюсы в плане обеспечения безопасности, ведь в таком случае любая авария не приведет к серьезным последствиям для окружающей среды.

Интересно еще и то, что выброс инертных газов из ториевого реактора всего в 0,006 раз больше, чем из обычных реакторов. Кроме того, он может быть использован как "печь" для сжигания опасных актинидов (уран, плутоний, америций), что позволяет избежать опасного и дорогостоящего процесса утилизации ядерных отходов.

Интересно, почему же подобные проекты не осуществлялись раньше? На самом деле, разработка ториевого реактора началась еще в начале прошлого века. Первыми с торием стали экспериментировать ученые нацистской Германии. После окончания Второй мировой войны эти разработки попали в руки союзников, которые, однако, не воспользовались ими сразу.

Дело в том, что в то время в мире появилось новое оружие — ядерная бомба, "сырьем" для которой является оружейный плутоний, получающийся как конечный продукт реакции в обычных, урановых реакторах. А вот в ториевом реакторе этот опасный элемент не образуется. Неудивительно, что в то время, когда мир находился в состоянии холодной войны, ториевые реакторы были невыгодны: как же тогда получать "ценный" плутоний для ядерного оружия?

Однако, сегодня о ториевой атомной энергетике вновь заговорили. Сегодня активную разработку ториевых реакторов ведет Индия, которая обладает 32 % мировых запасов тория (290 тысяч тонн) В этой стране уже есть ториевая АЭС. От лидера не отстают и Австралия (эта страна имеет большие запасы тория - 300 тысяч тонн), и США, чьи запасы тория составляют 160 тысяч тонн. Также весьма активно ведется разработка новых типов реакторов в Норвегии (в которой тория вообще нет). Причем, ученые из этой страны утверждают, что первая норвежская ториевая АЭС начнет свою работу в 2017 году.

Однако, Китай сможет перегнать эти страны и выиграть "ториевую гонку". В соответствии с долгосрочным планом развития ядерной энергетики страны, первые ториевые АЭС могут появиться уже через три-четыре года. В дальнейшем там будут построены десятки новых реакторов, и к 2020 году суммарная мощность АЭС Поднебесной достигнет 40 ГВт, а к 2050 году она может быть увеличена до 260 ГВт и выше. Это означает, что в ближайшие 40 лет в Китае производство ядерной энергии будет увеличено в 20 раз. Таким образом, КНР сможет отказаться от использования в энергетике угля, одним из крупнейших потребителей которого является.

   Кроме того, на недавней ежегодной конференции Китайской академии наук отмечалось, что поскольку мир все еще находится в стадии разработки нового поколения ядерных реакторов, исследований тория и реакторов на расплавах солей, Китай может получить все права на интеллектуальную собственность. Следовательно, остальные государства попадут в технологическую зависимость от него. В том числе и  наша страна -Россия.