Energia jądrowa oparta na torze

Próbka toru

Energia jądrowa oparta na torze jest napędzana głównie rozszczepieniem jądrowym izotopu uranu -233 wytwarzanego z pierwiastka torowego . Cykl paliwowy toru może oferować kilka potencjalnych korzyści w porównaniu z cyklem paliwowym uranu — w tym znacznie większą obfitość toru na Ziemi, lepsze właściwości fizyczne i jądrowe paliwa oraz zmniejszoną produkcję odpadów nuklearnych. Jedną z zalet paliwa torowego jest jego niski potencjał zbrojeniowy; trudno jest uzbroić uran-233/ 232 i izotopy plutonu-238 , które są w dużej mierze zużywane w reaktorach torowych.

Po zbadaniu wykonalności wykorzystania toru naukowcy zajmujący się energią jądrową Ralph W. Moir i Edward Teller zasugerowali, że badania nad torem jądrowym należy wznowić po trzydziesięcioletniej przerwie i zbudować małą prototypową elektrownię. W latach 1999-2023 liczba działających reaktorów torowych na świecie wzrosła od zera do kilku reaktorów badawczych, do komercyjnych planów produkcji pełnoskalowych reaktorów opartych na torze do wykorzystania jako elektrownie na skalę krajową.

Zwolennicy uważają, że tor jest kluczem do opracowania nowej generacji czystszej i bezpieczniejszej energii jądrowej. W 2011 roku grupa naukowców z Georgia Institute of Technology oceniła energię opartą na torze jako „rozwiązanie na ponad 1000 lat lub wysokiej jakości niskoemisyjny pomost do prawdziwie zrównoważonych źródeł energii, rozwiązujący ogromną część negatywnego wpływu ludzkości na środowisko”. Jednak rozwój energii torowej wiąże się ze znacznymi kosztami początkowymi. Rozwój reaktorów powielających w ogólności (w tym reaktorów torowych, które z natury są rozmnażane) zwiększy obawy związane z proliferacją.

Historia

reaktor jądrowy na bazie toru ( MSR ) w Oak Ridge National Laboratory w latach 60. XX wieku

Po II wojnie światowej zbudowano reaktory jądrowe na bazie uranu do produkcji energii elektrycznej. Były one podobne do projektów reaktorów, które wytwarzały materiał do broni jądrowej. W tym okresie rząd Stanów Zjednoczonych zbudował również eksperymentalny prototyp reaktora ze stopioną solą (MSR) wykorzystujący paliwo U-233, materiał rozszczepialny powstały w wyniku bombardowania toru neutronami. Reaktor MSRE, zbudowany w Oak Ridge National Laboratory , działał krytycznie przez około 15 000 godzin od 1965 do 1969 roku. W 1968 roku laureat Nagrody Nobla i odkrywca plutonu , Glenn Seaborg , publicznie ogłosił Komisji Energii Atomowej , której był przewodniczącym, że reaktor na bazie toru został pomyślnie opracowany i przetestowany.

Jednak w 1973 r. rząd Stanów Zjednoczonych zdecydował się na technologię uranową iw dużej mierze zaprzestał badań jądrowych związanych z torem. Powodem było to, że reaktory zasilane uranem były bardziej wydajne, badania zostały udowodnione, a współczynnik rozmnażania toru uznano za niewystarczający do wyprodukowania wystarczającej ilości paliwa, aby wesprzeć rozwój komercyjnego przemysłu jądrowego. Jak napisali później Moir i Teller: „Konkurencja sprowadzała się do szybkiego reaktora powielającego z ciekłym metalem (LMFBR) w cyklu uranowo-plutonowym i reaktora termicznego na torze- 233. Cykl U, reaktor hodowlany stopionej soli. LMFBR miał większy współczynnik lęgowy… i wygrał konkurs. ”W ich opinii decyzja o wstrzymaniu rozwoju reaktorów torowych, przynajmniej jako opcji rezerwowej,„ była usprawiedliwionym błędem ”.

Pisarz naukowy Richard Martin twierdzi, że fizyk jądrowy Alvin Weinberg , który był dyrektorem w Oak Ridge i był głównie odpowiedzialny za nowy reaktor, stracił pracę jako dyrektor, ponieważ był orędownikiem rozwoju bezpieczniejszych reaktorów torowych. Sam Weinberg wspomina ten okres:

[Kongresman] Chet Holifield był wyraźnie na mnie zirytowany iw końcu wyrzucił z siebie: „Alvinie, jeśli martwisz się o bezpieczeństwo reaktorów, to myślę, że nadszedł czas, abyś porzucił energię jądrową”. Zaniemówiłem. Ale było dla mnie oczywiste, że mój styl, moja postawa i moje postrzeganie przyszłości nie były już zgodne z władzami w AEC.

Martin wyjaśnia, że ​​niechęć Weinberga do poświęcenia potencjalnie bezpiecznej energii jądrowej na rzecz zastosowań wojskowych zmusiła go do przejścia na emeryturę:

Weinberg zdał sobie sprawę, że można użyć toru w zupełnie nowym rodzaju reaktora, który nie miałby żadnego ryzyka stopienia. ... jego zespół zbudował działający reaktor ... a resztę swojej 18-letniej kadencji spędził, próbując uczynić tor sercem narodowego wysiłku atomowego. On oblał. Reaktory uranowe zostały już zbudowane, a Hyman Rickover , de facto szef amerykańskiego programu nuklearnego, chciał, aby pluton z elektrowni jądrowych zasilanych uranem służył do produkcji bomb. Coraz częściej odrzucany na bok, Weinberg został ostatecznie wypchnięty w 1973 roku.

Pomimo udokumentowanej historii torowej energii jądrowej, wielu dzisiejszych ekspertów jądrowych było jednak tego nieświadomych. Według Chemical & Engineering News „większość ludzi - w tym naukowcy - prawie nie słyszała o pierwiastku metali ciężkich i niewiele o nim wie”, zwracając uwagę na komentarz uczestnika konferencji, że „możliwe jest uzyskanie doktoratu w dziedzinie jądrowej technologii reaktorów i nie wiedzą o energii toru”. Fizyk jądrowy Victor J. Stenger po raz pierwszy dowiedział się o tym w 2012 roku:

Zaskoczyło mnie, gdy dowiedziałem się niedawno, że taka alternatywa była dla nas dostępna od czasów II wojny światowej, ale nie została zastosowana, ponieważ nie miała zastosowania w broni.

Inni, w tym były naukowiec NASA i ekspert od toru, Kirk Sorensen, zgadzają się, że „tor był alternatywną ścieżką, której nie wybrano”. Według Sorensena podczas wywiadu dokumentalnego stwierdza, że ​​gdyby Stany Zjednoczone nie zaprzestały swoich badań w 1974 r., Mogłyby „prawdopodobnie osiągnąć niezależność energetyczną około 2000 r.”. W dniu 18 maja 2022 r. Ustawa Senatu Stanów Zjednoczonych S.4242 - „Ustawa mająca na celu zapewnienie ochrony i przechowywania uranu-233 w celu wspierania rozwoju reaktorów torowych ze stopioną solą”, po raz pierwszy została wprowadzona „Ustawa o bezpieczeństwie energetycznym toru”. Sorensen wzywał do tego środka od 2006 roku.

Korzyści

  • Obfitość. Tor występuje w skorupie ziemskiej trzy razy częściej niż uran i prawie tak samo jak ołów i gal . Thorium Energy Alliance szacuje, że „w samych Stanach Zjednoczonych jest wystarczająco dużo toru, aby zasilić kraj na obecnym poziomie energii przez ponad 1000 lat”. „Ameryka zakopała tony jako produkt uboczny wydobycia metali ziem rzadkich”, zauważa Evans-Pritchard. Prawie cały tor jest płodnym Th-232, w porównaniu z uranem, który składa się w 99,3% z płodnego U-238 i o 0,7% cenniejszego rozszczepialnego U-235.
  • Nie nadaje się do bomb. Trudno jest zrobić praktyczną bombę atomową z produktów ubocznych reaktora torowego. Tor nie jest rozszczepialny jak uran, więc upakowane jądra toru nie zaczną się rozpadać i eksplodować. Według Alvina Radkowsky'ego , projektanta pierwszej na świecie pełnoskalowej elektrowni atomowej, „szybkość produkcji plutonu w reaktorze torowym byłaby mniejsza niż 2% produkcji standardowego reaktora, a zawartość izotopów plutonu sprawiałaby, że nie nadawałby się on do reaktora jądrowego”. detonacja." Przetestowano kilka bomb uranowych-233, ale obecność uranu-232 miał tendencję do „zatruwania” uranu-233 na dwa sposoby: intensywne promieniowanie uranu-232 utrudniało manipulowanie materiałem, a uran-232 prowadził do możliwej wstępnej detonacji. Oddzielenie uranu-232 od uranu-233 okazało się bardzo trudne, chociaż nowsze techniki separacji izotopów laserowych mogą ułatwić ten proces.
  • Mniej odpadów jądrowych. Jest znacznie mniej odpadów jądrowych, gdy tor jest używany jako paliwo w reaktorze torowym z ciekłym fluorem - nawet o dwa rzędy wielkości mniej, twierdzą Moir i Teller, eliminując potrzebę przechowywania na dużą skalę lub przez długi czas; „Chińscy naukowcy twierdzą, że odpadów niebezpiecznych będzie tysiąc razy mniej niż w przypadku uranu”. Radioaktywność powstałych odpadów również spada do bezpiecznego poziomu już po roku lub kilkuset latach, w porównaniu do dziesiątek tysięcy lat potrzebnych do ostygnięcia obecnych odpadów nuklearnych. Zwłaszcza produkcja drugorzędnych aktynowców , jak również niepożądanych izotopy uranu (zwłaszcza uran-236 w konwencjonalnych reaktorach lekkowodnych zasilanych uranem ) i izotopy plutonu (zwłaszcza pluton-240 ), które są płodne dla neutronów termicznych , ale które wytwarzają znaczne ilości ciepła rozpadu i które stanowią zagrożenie radiologiczne przez tysiące, a nawet dziesiątki tysięcy lat. Jednak produkcja produktów aktywacji i produktów rozszczepienia jest zasadniczo podobna w cyklach paliwowych opartych na torze i uranu.
  • Mniej składników startowych reakcji. Według Moira i Tellera „po uruchomieniu [reaktor hodowlany] nie potrzebuje innego paliwa poza torem, ponieważ [reaktor hodowlany] wytwarza większość lub całość własnego paliwa”. Reaktory hodowlane wytwarzają co najmniej tyle materiału rozszczepialnego, ile zużywają. Z drugiej strony reaktory niehodujące wymagają dodatkowego materiału rozszczepialnego, takiego jak uran-235 lub pluton, aby podtrzymać reakcję.
  • Zbieranie plutonu nadającego się do broni. Cykl paliwowy toru jest potencjalnym sposobem wytwarzania długoterminowej energii jądrowej z odpadami o niskiej radiotoksyczności. Ponadto przejście na tor można przeprowadzić poprzez spalanie plutonu do celów wojskowych (WPu) lub plutonu cywilnego.
  • Nie wymaga wzbogacania. Ponieważ jako paliwo można wykorzystać cały naturalny tor, nie jest potrzebne żadne drogie wzbogacanie paliwa. Jednak to samo dotyczy U-238, jako płodnego paliwa w cyklu uranowo-plutonowym.
  • Efektywność. Porównując ilość potrzebnego toru z węglem, laureat Nagrody Nobla Carlo Rubbia z CERN (Europejska Organizacja Badań Jądrowych) szacuje, że jedna tona toru może wytworzyć tyle energii, co 200 ton uranu lub 3 500 000 ton węgla.
  • Bezpieczne środki. Reaktory ciekłego fluorku toru są zaprojektowane tak, aby były odporne na topienie. Czop topikowy na dnie reaktora topi się w przypadku awarii zasilania lub przekroczenia ustawionej temperatury, odprowadzając paliwo do podziemnego zbiornika w celu bezpiecznego przechowywania.
  • Górnictwo. Wydobycie toru jest bezpieczniejsze i wydajniejsze niż wydobycie uranu. Ruda toru, monacyt , generalnie zawiera wyższe stężenia toru niż procent uranu znajdujący się w odpowiedniej rudzie. To sprawia, że ​​tor jest bardziej opłacalnym i mniej szkodliwym dla środowiska źródłem paliwa. Wydobywanie toru jest również łatwiejsze i mniej niebezpieczne niż wydobycie uranu, ponieważ kopalnia jest odkrywką - która nie wymaga wentylacji, w przeciwieństwie do podziemnych kopalni uranu, w których radonu mogą być potencjalnie szkodliwe.

Podsumowując niektóre potencjalne korzyści, Martin przedstawia swoją ogólną opinię: „Tor mógłby zapewnić czyste i skutecznie nieograniczone źródło energii, jednocześnie rozwiewając wszelkie obawy społeczne – rozprzestrzenianie broni, zanieczyszczenie radioaktywne, odpady toksyczne i paliwo, które jest zarówno kosztowne, jak i skomplikowane w przetwarzaniu ”. Moir i Teller oszacowali w 2004 r., Że koszt zalecanego przez nich prototypu wyniósłby „znacznie poniżej 1 miliarda dolarów, przy kosztach operacyjnych prawdopodobnie rzędu 100 milionów dolarów rocznie”, w wyniku czego „plan elektrowni jądrowej na dużą skalę” nadający się do użytku przez wielu kraje mogłyby powstać w ciągu dekady.

Niedogodności

Niektórzy eksperci zwracają uwagę na możliwe specyficzne wady energii jądrowej toru:

  • Hodowla w widmie neutronów termicznych jest powolna i wymaga rozległego ponownego przetwarzania . Możliwość ponownego przetworzenia jest nadal niezweryfikowana.
  • Wymagane byłyby znaczące i kosztowne testy, analizy i prace licencyjne, wymagające wsparcia biznesu i rządu. W raporcie z 2012 roku na temat wykorzystania paliwa torowego w istniejących reaktorach chłodzonych wodą, Bulletin of the Atomic Scientists zasugerował, że „wymagałoby to zbyt dużych inwestycji i nie zapewniało wyraźnego zwrotu” oraz że „z punktu widzenia przedsiębiorstw użyteczności publicznej jedynym uzasadnionym czynnikiem motywującym pogoń za torem jest ekonomia”.
  • Produkcja i ponowne przetwarzanie jest droższe niż przy użyciu tradycyjnych prętów na paliwo stałe.
  • Tor, napromieniowany w celu użycia w reaktorach, tworzy uran-232, który emituje promienie gamma. Ten proces napromieniowania można nieco zmienić, usuwając protaktyn-233 . Rozpad protaktynu-233 doprowadziłby wówczas do powstania uranu-233 zamiast uranu-232 do użycia w broni jądrowej, czyniąc tor paliwem o podwójnym przeznaczeniu.

Zwolennicy

Laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki i były dyrektor CERN Carlo Rubbia od dawna jest fanem toru. Według Rubbii: „Aby energicznie kontynuować, energia jądrowa musi zostać głęboko zmodyfikowana”.

Hans Blix , były dyrektor generalny Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej , powiedział: „Paliwo torowe powoduje powstawanie odpadów o mniejszej objętości, mniej toksycznych i znacznie mniej trwałych niż odpady pochodzące z paliwa uranowego”.

Projekty energetyczne

Badania i rozwój reaktorów jądrowych na bazie toru, głównie reaktora ciekłego fluorku toru (LFTR), projekt MSR , były lub są obecnie prowadzone w Stanach Zjednoczonych, Wielkiej Brytanii , Niemczech , Brazylii , Indiach , Indonezji , Chinach , Francji , Czechy , Japonia , Rosja , Kanada , Izrael , Dania i _ Holandia . Odbywają się konferencje z udziałem ekspertów aż z 32 krajów, w tym konferencja Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych ( CERN ) w 2013 r., która skupia się na torze jako alternatywnej technologii jądrowej, nie wymagającej wytwarzania odpadów jądrowych. Uznani eksperci, tacy jak Hans Blix , były szef Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej , wzywa do szerszego wsparcia nowych technologii energii jądrowej i stwierdza, że ​​„opcja toru oferuje światu nie tylko nowe zrównoważone dostawy paliwa dla energii jądrowej, ale także takie, które lepiej wykorzystują zawartość energii w paliwie”.

Kanada

Reaktory CANDU są w stanie wykorzystywać tor, a Thorium Power Canada w 2013 roku zaplanowała i zaproponowała rozwój projektów energii torowej dla Chile i Indonezji. Proponowany reaktor demonstracyjny o mocy 10 MW w Chile mógłby być wykorzystany do zasilania zakładu odsalania o wydajności 20 milionów litrów dziennie . W 2018 roku New Brunswick Energy Solutions Corporation ogłosiła udział Moltex Energy w jądrowym klastrze badawczym, który będzie pracował nad badaniami i rozwojem technologii małych reaktorów modułowych.

Chiny

Na dorocznej konferencji Chińskiej Akademii Nauk w 2011 roku ogłoszono, że „Chiny rozpoczęły projekt badawczo-rozwojowy w technologii MSR toru ”. Ponadto dr Jiang Mianheng , syn byłego przywódcy Chin Jiang Zemina , przewodził delegacji toru w rozmowach o zachowaniu poufności w Oak Ridge National Laboratory w stanie Tennessee, a pod koniec 2013 roku Chiny oficjalnie nawiązały współpracę z Oak Ridge, aby pomóc Chinom w ich własnych rozwój. Światowe Stowarzyszenie Nuklearne zauważa, że ​​Chińska Akademia Nauk w styczniu 2011 r. ogłosiła swój program badawczo-rozwojowy, „twierdząc, że prowadzi w nim największy na świecie krajowy wysiłek, mając nadzieję na uzyskanie pełnych praw własności intelektualnej do technologii”. Według Martina „Chiny jasno dały do ​​zrozumienia, że ​​zamierzają działać samodzielnie”, dodając, że Chiny mają już monopol na większość światowych minerałów ziem rzadkich .

W marcu 2014 r., kiedy poleganie na energii węglowej stało się główną przyczyną ich obecnego „kryzysu smogowego”, skrócili swój pierwotny cel stworzenia działającego reaktora z 25 lat do 10. „W przeszłości rząd był interesują się energetyką jądrową ze względu na brak energii. Teraz są bardziej zainteresowane ze względu na smog" - powiedział profesor Li Zhong, naukowiec pracujący nad projektem. „To zdecydowanie wyścig” – dodał.

Na początku 2012 roku ogłoszono, że Chiny, korzystając z komponentów wyprodukowanych przez Zachód i Rosję, planują zbudować dwa prototypy, z których jeden do 2015 roku to chłodzony stopioną solą reaktor ze złożem żwirowym, a do 2017 roku badawczy reaktor na stopioną sól . zabudżetował projekt na 400 milionów dolarów i wymagał 400 pracowników. Chiny sfinalizowały również umowę z kanadyjską firmą zajmującą się technologią jądrową w celu opracowania ulepszonego CANDU reaktorów wykorzystujących tor i uran jako paliwo. Do 2019 r. na pustyni Gobi budowano dwa reaktory, których zakończenie spodziewane jest około 2025 r. Chiny spodziewają się komercyjnego wykorzystania reaktorów torowych do 2030 r. Co najmniej jeden z prototypów toru o mocy 2 MW, albo reaktor ze stopioną solą, albo reaktor chłodzony stopioną solą jest na ukończeniu, a jego uruchomienie planowane jest na wrzesień 2021 r.

Zobacz TMSR-LF1

Na dzień 24 czerwca 2021 r. Chiny poinformowały, że reaktor Gobi ze stopioną solą zostanie ukończony zgodnie z harmonogramem, a testy rozpoczną się już we wrześniu 2021 r. Nowy reaktor jest częścią dążenia chińskiego przywódcy Xi Jinpinga do uczynienia Chin neutralnymi pod względem emisji dwutlenku węgla poprzez 2060. Chiny mają nadzieję ukończyć pierwszy na świecie komercyjny reaktor torowy do 2030 r. i planują dalszą budowę większej liczby elektrowni torowych na słabo zaludnionych pustyniach i równinach zachodnich Chin, a także do 30 krajów zaangażowanych w chińską inicjatywę Belt and Road Initiative . W sierpniu 2022 r. chińskie Ministerstwo Ekologii i Środowiska poinformował Szanghajski Instytut Fizyki Stosowanej (SINAP), że jego plan uruchomienia LF1 został zatwierdzony.

Niemcy, lata 80

Niemiecki THTR-300 był prototypową komercyjną elektrownią wykorzystującą tor jako żyzny i wysoko wzbogacony U-235 jako paliwo rozszczepialne. Choć nazwany torowym reaktorem wysokotemperaturowym, w większości U-235 uległ rozszczepieniu. THTR-300 był chłodzonym helem reaktorem wysokotemperaturowym z rdzeniem reaktora ze złożem żwirowym, składającym się z około 670 000 kulistych wyprasek paliwowych, każda o średnicy 6 centymetrów (2,4 cala), z cząstkami paliwa uranu-235 i toru-232 osadzonymi w matryca grafitowa. Dostarczał energię do niemieckiej sieci przez 432 dni pod koniec lat 80., zanim został zamknięty z powodów finansowych, mechanicznych i innych.

Indie

Indie mają największe zasoby toru na świecie, przy stosunkowo niewielkich ilościach uranu. Indie przewidują, że do 2050 roku zaspokoją nawet 30% swojego zapotrzebowania na energię elektryczną dzięki torowi.

W lutym 2014 r. Centrum Badań Atomowych Bhabha (BARC) w Bombaju w Indiach zaprezentowało swój najnowszy projekt „reaktora jądrowego nowej generacji”, który spala tor jako rudę paliwową, nazywając go zaawansowanym reaktorem ciężkowodnym (AHWR ) . Oszacowali, że reaktor może funkcjonować bez operatora przez 120 dni. Walidacja fizyki rdzenia reaktora trwała pod koniec 2017 roku.

Według dr RK Sinha, przewodniczącego ich Komisji Energii Atomowej, „zmniejszy to naszą zależność od paliw kopalnych, głównie importowanych, i będzie stanowić znaczący wkład w globalne wysiłki na rzecz walki ze zmianami klimatycznymi ” . Ze względu na jego nieodłączne bezpieczeństwo spodziewają się, że podobne projekty mogłyby zostać utworzone „w” zaludnionych miastach, takich jak Bombaj czy Delhi.

Rząd Indii opracowuje również do 62 reaktorów, głównie opartych na torze, które mają zostać uruchomione do 2025 r. Indie są „jedynym krajem na świecie, który ma szczegółowy, finansowany i zatwierdzony przez rząd plan” skupiający się na reaktorach opartych na torze energia atomowa. Obecnie kraj uzyskuje mniej niż 2% swojej energii elektrycznej z energii jądrowej, a reszta pochodzi z węgla (60%), energii wodnej (16%), innych źródeł odnawialnych (12%) i gazu ziemnego (9%). Oczekuje, że około 25% swojej energii elektrycznej będzie wytwarzać z energii jądrowej. W 2009 roku przewodniczący Indyjskiej Komisji Energii Atomowej powiedział, że Indie mają „długoterminowy cel, jakim jest uniezależnienie się od energii w oparciu o ogromne zasoby toru, aby sprostać ambicjom gospodarczym Indii”.

Pod koniec czerwca 2012 r. Indie ogłosiły, że ich „pierwszy komercyjny szybki reaktor” jest bliski ukończenia, co czyni Indie najbardziej zaawansowanym krajem w badaniach nad torem. „Mamy ogromne rezerwy toru. Wyzwanie polega na opracowaniu technologii przekształcania go w materiał rozszczepialny” — powiedział ich były przewodniczący indyjskiej Komisji Energii Atomowej. Wizję wykorzystania toru zamiast uranu przedstawił w latach pięćdziesiątych fizyk Homi Bhabha . Pierwszy komercyjny reaktor szybkiego rozmnażania w Indiach — prototypowy reaktor szybkiego rozmnażania o mocy 500 MWe (PFBR) — zbliża się do ukończenia w Indira Gandhi Centrum Badań Atomowych , Kalpakkam , Tamil Nadu .

Według stanu na lipiec 2013 r. rozstawiono główne urządzenia PFBR i prowadzono załadunek paliw „atrakcyjnych” w lokalizacjach peryferyjnych. Oczekiwano, że reaktor osiągnie stan krytyczny do września 2014 r. Centrum nałożyło sankcje Rs. 5677 crore na budowę PFBR i „na pewno zbudujemy reaktor w ramach tej kwoty”, zapewnił Kumar. Pierwotny koszt projektu wynosił Rs. 3492 crore, skorygowane do Rs. 5677 crorów. Energia elektryczna wytworzona z PFBR byłaby sprzedawana Państwowym Zarządom Energii Elektrycznej po Rs. 4,44 jednostki. BHAVINI buduje reaktory hodowlane w Indiach.

W 2013 roku w Indiach miał powstać 300 MWe AHWR (reaktor ciśnieniowy na ciężką wodę) w nieujawnionym miejscu. Projekt przewiduje uruchomienie z plutonem klasy reaktora, który hoduje U-233 z Th-232. Odtąd jedynym paliwem ma być tor. Od 2017 roku projekt był w końcowej fazie walidacji.

Od tego czasu opóźnienia przesunęły uruchomienie [krytycznego?] PFBR na wrzesień 2016 r., ale zaangażowanie Indii w długoterminową produkcję energii jądrowej jest podkreślone przez zatwierdzenie w 2015 r. — najlepiej pluton — może być problematyczny ze względu na niskie rezerwy uranu w Indiach i zdolności produkcyjne.

Indonezja

P3Tek, agencja Indonezyjskiego Ministerstwa Energii i Zasobów Mineralnych, dokonała przeglądu reaktora torowo-solnego firmy Thorcon o nazwie TMSR-500. Badanie wykazało, że zbudowanie ThorCon TMSR-500 spełniłoby przepisy Indonezji dotyczące bezpieczeństwa i wydajności energii jądrowej.

Izrael

W maju 2010 roku naukowcy z Ben-Gurion University of the Negev w Izraelu i Brookhaven National Laboratory w Nowym Jorku rozpoczęli współpracę nad rozwojem reaktorów torowych, które miały być samowystarczalne, „to znaczy takie, które będą produkować i zużywać mniej więcej tyle samo, co ilości paliwa”, co nie jest możliwe w przypadku uranu w reaktorze lekkowodnym.

Japonia

W czerwcu 2012 r. Japońskie przedsiębiorstwo energetyczne Chubu Electric Power napisało, że uważa tor za „jedno z możliwych przyszłych zasobów energii”.

Norwegia

Pod koniec 2012 r. prywatna norweska firma Thor Energy, we współpracy z rządem i firmą Westinghouse , ogłosiła czteroletnie próby wykorzystania toru w istniejącym reaktorze jądrowym. W 2013 roku firma Aker Solutions zakupiła patenty od laureata Nagrody Nobla, fizyka Carlo Rubbia, na projekt torowej elektrowni jądrowej opartej na akceleratorze protonów.

Zjednoczone Królestwo

W Wielkiej Brytanii jedną z organizacji promujących lub badających badania nad elektrowniami jądrowymi opartymi na torze jest Fundacja Alvina Weinberga . Członek Izby Lordów, Bryony Worthington , promuje tor, nazywając go „zapomnianym paliwem”, które może zmienić plany energetyczne Wielkiej Brytanii. Jednak w 2010 r. brytyjskie Narodowe Laboratorium Jądrowe (NNL) doszedł do wniosku, że w perspektywie krótko- i średnioterminowej „… cykl paliwowy toru nie ma obecnie do odegrania żadnej roli”, ponieważ jest „technicznie niedojrzały i wymagałby znacznych inwestycji finansowych i ryzyka bez wyraźnych korzyści ” i doszedł do wniosku, że korzyści zostały „zawyżone”. Friends of the Earth UK uważa badania nad nim za „użyteczne” jako opcję awaryjną.

Stany Zjednoczone

W swoim raporcie dla Sekretarza Energii Stanów Zjednoczonych ze stycznia 2012 r. Komisja Błękitnej Wstążki ds. Przyszłości Ameryki zauważa, że ​​„zaproponowano również reaktor ze stopioną solą wykorzystujący tor”. W tym samym miesiącu poinformowano, że Departament Energii USA „po cichu współpracuje z Chinami” nad projektami elektrowni jądrowych opartych na torze z wykorzystaniem MSR .

Niektórzy eksperci i politycy chcą, aby tor był „filarem nuklearnej przyszłości USA”. Ówcześni senatorowie Harry Reid i Orrin Hatch wsparli wykorzystanie 250 milionów dolarów federalnych funduszy badawczych na ożywienie badań ORNL . W 2009 roku kongresman Joe Sestak bezskutecznie próbował zabezpieczyć fundusze na badania i rozwój reaktora wielkości niszczyciela [reaktora o wielkości wystarczającej do zasilania niszczyciela] wykorzystującego paliwo płynne na bazie toru.

Alvin Radkowsky , główny projektant drugiej na świecie pełnowymiarowej elektrowni atomowej w Shippingport w Pensylwanii , założył w 1997 roku wspólny amerykańsko-rosyjski projekt stworzenia reaktora opartego na torze, uważanego za „twórczy przełom”. W 1992 roku, będąc profesorem rezydentem w Tel Awiwie w Izraelu, założył amerykańską firmę Thorium Power Ltd. w pobliżu Waszyngtonu, aby budować reaktory torowe.

Podstawowym paliwem proponowanego projektu badawczego HT 3 R w pobliżu Odessy w Teksasie w Stanach Zjednoczonych będą powlekane ceramiką kulki toru. Budowa reaktora jeszcze się nie rozpoczęła. Szacunki dotyczące ukończenia reaktora zostały pierwotnie ustalone na dziesięć lat w 2006 r. (Z proponowaną datą eksploatacji 2015 r.).

W sprawie potencjału badawczego energii jądrowej opartej na torze Richard L. Garwin , zdobywca Prezydenckiego Medalu Wolności , oraz Georges Charpak doradzają dalsze badania wzmacniacza energii w swojej książce Megawaty i megatony (2001), s. 153–63.

Źródła toru

Główny artykuł: Występowanie toru
Dalsze informacje: Lista krajów według zasobów toru
Światowe rezerwy toru (2007)
Kraj Mnóstwo %
Indie 980 000 25,1%
Australia 489 000 18,7%
NAS 400 000 15,3%
Indyk 344 000 13,2%
Brazylia 302 000 11,6%
Wenezuela 300 000 11,5%
Norwegia 132 tys 5,1%
Egipt 100 000 3,8%
Rosja 75 000 2,9%
Grenlandia (Dania) 54 000 2,1%
Kanada 44 000 1,7%
Afryka Południowa 18 000 0,7%
Inne kraje 33 000 1,2%
Suma światowa 2.610.000 100,0%

Tor występuje głównie z minerałem fosforanowym ziem rzadkich , monacytem , ​​który zawiera do około 12% fosforanu toru, ale średnio 6–7%. Światowe zasoby monacytu szacuje się na około 12 milionów ton, z czego dwie trzecie znajduje się w osadach ciężkich piasków mineralnych na południowym i wschodnim wybrzeżu Indii. Istnieją znaczne złoża w kilku innych krajach (patrz tabela „Światowe rezerwy toru”) . Monacyt jest dobrym źródłem REE (pierwiastków ziem rzadkich), ale monacyty nie są obecnie opłacalne w produkcji, ponieważ radioaktywny tor, który jest wytwarzany jako produkt uboczny, musiałby być przechowywany w nieskończoność. Gdyby jednak elektrownie oparte na torze zostały przyjęte na dużą skalę, praktycznie całe światowe zapotrzebowanie na tor mogłoby zostać zaspokojone po prostu przez rafinację monacytów w celu uzyskania ich cenniejszych pierwiastków ziem rzadkich.

Inne oszacowanie racjonalnie gwarantowanych rezerw (RAR) i szacunkowych rezerw dodatkowych (EAR) toru pochodzi z OECD/NEA, Nuclear Energy, „Trends in Nuclear Fuel Cycle”, Paryż, Francja (2001). (patrz tabela „Szacunki MAEA w tonach”)

MAEA w tonach (2005)
Kraj RAR cz Ziemia
Indie 519 000 21%
Australia 489 000 19%
NAS 400 000 13%
Indyk 344 000 11%
Wenezuela 302 000 10%
Brazylia 302 000 10%
Norwegia 132 tys 4%
Egipt 100 000 3%
Rosja 75 000 2%
Grenlandia 54 000 2%
Kanada 44 000 2%
Afryka Południowa 18 000 1%
Inne kraje 33 000 2%
Suma światowa 2 810 000 100%

Powyższe liczby to rezerwy i jako takie odnoszą się do ilości toru w złożach o wysokim stężeniu, zinwentaryzowanych do tej pory i szacowanych jako możliwe do wydobycia po aktualnych cenach rynkowych; w skorupie ziemskiej o masie 3 × 10 19 ton istnieje łącznie miliony razy więcej, około 120 bilionów ton toru i mniejsze, ale ogromne ilości toru w stężeniach pośrednich. Potwierdzone rezerwy są dobrym wskaźnikiem całkowitej przyszłej podaży surowca mineralnego.

Typy reaktorów

Według Światowego Stowarzyszenia Jądrowego siedem typów reaktorów może wykorzystywać paliwo torowe. Sześć weszło do służby w pewnym momencie:

Zobacz też

Notatki

Linki zewnętrzne

Pobrane z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Thorium-based_nuclear_power&oldid=1145057923 ”