Рубрика: Атомные электростанции

В Китае запустят первый ториевый ядерный реактор

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.

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.

Переходите по ссылке на наш ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ. Мы подготовили для вас множество интересных, захватывающих материалов посвященных науке.

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.

Новые модульные реакторы настолько безопасны, что их можно строить среди домов

Ранее мы рассказывали, что новым шагом в развитии ядерной энергетики являются малые модульные реакторы мощностью до 300 МВт. Они гораздо более безопасные, чем классические АЭС, и при этом более экологичные. Поэтому их рассматривают даже в качестве альтернативы возобновляемым источникам энергии. По мнению ряда экспертов, использование малых реакторов поможет снизить выбросы парниковых газов. Нельзя сказать, что они уже получили широкое распространение, однако их популярность во всем мире растет с каждым годом. Но особенно сильно ситуация может измениться после появления реакторов еще меньшей мощности. На днях комиссия по ядерному регулированию (NRC) в США сертифицировала новый проект усовершенствованного модульного реактора от компании NuScale Power, мощностью которого составляет всего 50 мегаватт. Его уже назвали шагом вперед к будущему экологически чистой и доступной энергии.

Новые мини-реакторы для небольших компаний

Ранее в США уже были одобрены шесть проектов модульных мини-реакторов компании NuScale Power, но это были большие традиционные легководные реакторы большой мощности. Нынешний же проект ориентирован на то, чтобы сделать мини-реакторы еще более доступными. Теперь их смогут использовать для своих нужд даже небольшие компании и коммунальные предприятия. То есть теперь компании смогут сами себя обеспечивать электроэнергией.

Благодаря усовершенствованной конструкции электростанции NuScale ​​VOYGR стали более безопасными. Легководный реактор, который лежит в их основе, даже в случае внештатной ситуации или аварии не причиняет вреда окружающей среде. Поэтому электростанции могут быть развернуты в жилых районах населенных пунктов.

Новые реакторы ориентированы на коммунальные хозяйства и небольшие компании

Напомним, что модульный мини-реактор представляет собой практически готовое решение, которое собирается на строительной площадке из отдельных модулей. Благодаря этому значительно сокращается время на строительство электростанции. Принцип работы у них совсем не такой, как у больших АЭС, так как энергия, выделяемая в результате расщепления атомного ядра преобразуется в тепловую энергию (нагревает воду), и только после этого преобразуется в электрическую энергию.

Мини-реакторы смогут — альтернатива возобновляемым источникам энергии?

Затраты на строительство даже такого маленького реактора мощностью 50 мегаватт значительно выше, чем на установку ветряков или солнечных панелей. Поэтому скептики выражают сомнение относительно конкурентоспособности данного решения. Однако Дайан Хьюз, вице-президент компании NuScale, уверен, что реакторы смогут составить серьезную конкуренцию возобновляемым источникам энергии.

Электростанция NuScale ​​VOYGR является более стабильным источником энергии, так как не зависит ни от Солнца, ни от ветра. Кроме того, не требовательна к обслуживанию. Ядерное топливо в нее загружается гораздо реже, чем в обычные АЭС и расходуется полностью, то есть без отходов. Кроме того, NuScale ​​VOYGR практичнее альтернативных источников энергии. К примеру, коммунальное хозяйство или предприятие не сможет установить в черте города ветряки или необходимое количество солнечных панелей.

Модульные мини-реакторы малой мощности являются альтернативой возобновляемым источникам энергии

Мини-реактор же не требует много пространства и, как было сказано выше, может быть установлен в черте города даже среди домов. Кроме того, по словам Дайана Хьюза, в последнее время по ряду причин увеличилась стоимость энергетических проектов, таких как солнечные и ветровые станции, что делает мини-реакторы еще более конкурентоспособными.

Министерство энергетики США также позитивно смотрит на данный проект. По словам правительства, он представляет собой новый экологически чистый источник энергии, который может снабдить страну энергией. Как сообщается в заявлении, это лучшая инновация, которая только начинает “набирать обороты”.

Использование модульных мини-реакторов позволит уменьшить выбросы СО2 в атмосферу

Перспектива мини-реакторов

Как сообщает издание Associated Press, компания NuScale уже подписала 19 соглашений в США и за пределами страны о развертывании своей технологии малых реакторов. К примеру, сейчас стартует первая фаза инженерно-проектных работ по сооружению мини-реактора NuScale в Румынии.

Не забудьте подписаться на ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ, где мы подготовили для вас поистине захватывающие и увлекательные материалы.

По словам представителей самой компании, небольшие модульные реакторы больше не являются абстрактной концепцией. Они уже реальны и полностью готовы к развертыванию. Причем в ближайшее время ассортимент электростанций малой мощности будет расширен еще больше. В настоящее время компания NuScale подала еще одону заявку в NRC на утверждение более крупного реактора мощностью 77 мегаватт.

Напоследок напомним, что ученым удалось добиться определенных успехов в области термоядерного синтеза. Правда, до реализации технологии все еще очень далеко, но, если все же удастся ее освоить, это будет колоссальный прорыв в области энергетики, о чем мы рассказывали ранее.