SCMP: Китай дает зеленый свет ядерному реактору, который сжигает торий – топливо, которое могло бы обеспечивать страну энергией в течение 20 000 лет

• Ториевый реактор имеет ряд преимуществ перед урановыми реакторами, включая безопасность, сокращение отходов, лучшую топливную экономичность и пригодность для использования в засушливых районах, не имеющих выхода к морю
• Ожидается, что технология укрепит энергетическую безопасность Китая, поскольку страна обладает богатыми запасами тория

Управление по ядерной безопасности Китая выдало разрешение на эксплуатацию первого в стране ториевого реактора, что является важной вехой в стремлении страны к передовым ядерным технологиям.

Реактор, работающий на жидком ториевом топливе на расплавленной соли мощностью два мегаватта (MSR), расположен в городе Увэй в пустыне Гоби в провинции Ганьсу и управляется Шанхайским институтом прикладной физики Китайской академии наук.

Разрешение, выданное Национальным управлением ядерной безопасности 7 июня, позволяет Шанхайскому институту эксплуатировать реактор в течение 10 лет, и он начнется с проведения испытаний.

В разрешении указано, что Шанхайский институт несет ответственность за безопасность реактора и должен соблюдать все соответствующие законы, положения и технические стандарты.

Ториевые MSR - это тип передовой ядерной технологии, в которой жидкое топливо, обычно расплавленные соли, используется как в качестве топлива, так и в качестве охлаждающей жидкости. Они предлагают несколько потенциальных преимуществ перед традиционными урановыми реакторами, включая повышенную безопасность, сокращение отходов и повышенную топливную экономичность.

Торий также является более распространенным ресурсом по сравнению с ураном, и Китай обладает значительными запасами тория.

Реактор является значительным достижением для китайского ядерного энергетического сектора, по мнению экспертов атомной промышленности Китая, которые попросили не называть их имен, поскольку они не уполномочены выступать перед СМИ. Они заявили, что это продемонстрировало прогресс страны в разработке и внедрении передовых ядерных технологий и позиционирует Китай как потенциального лидера в области технологии ториевых реакторов.

Согласно информации на веб-сайте института, Шанхайский институт также запустил последующий проект – малогабаритную модульную исследовательскую установку для реактора на расплавленной соли тория – на том же месте в пустыне для продвижения технологии и решения технических проблем.

По данным института, малогабаритные модульные реакторы обладают рядом преимуществ, включая гибкость, повышенные характеристики безопасности и экономическую эффективность.

Широкомасштабное использование технологии ториевых реакторов потенциально может повысить глобальную конкурентоспособность Китая в энергетическом секторе. Это могло бы укрепить энергетическую безопасность Китая, позиционировать страну как лидера в области передовых ядерных технологий и способствовать экологической устойчивости.

Однако, по мнению отраслевых экспертов, для успешного развертывания реакторов в больших масштабах необходимо будет преодолеть ряд технических, нормативных и экономических проблем.

Предыдущие попытки провалились

Проект был запущен в 2011 году, но строительство началось только в 2018 году.

Церемония закладки его фундамента попала в заголовки национальных газет, потому что строительный подрядчик нанял даосских монахов молиться о небесном благословении для высокотехнологичного проекта.

Ожидалось, что на строительство реактора уйдет шесть лет, но ученые и инженеры завершили работу примерно через три года после того, как работы пошли более гладко, чем ожидалось.

Органам охраны окружающей среды потребовалось более двух лет, чтобы подтвердить, что объект соответствует самым высоким стандартам безопасности, согласно разрешению.

Китай не первая страна, построившая ториевый реактор, но ни одна из предыдущих попыток не выходила за рамки экспериментальной стадии.

Национальная лаборатория Окриджа (ORNL) в Соединенных Штатах проводила эксперимент с реактором на расплавленной соли с 1965 по 1969 год, успешно продемонстрировав возможность получения ториевого MSR. Однако его коммерческое использование не получило развития из-за сочетания факторов, включая ограниченное финансирование и смену приоритетов.

Другим ранним проектом MSR по торию, также проведенным ORNL в 1950-х годах, был эксперимент Aircraft Reactor, целью которого была разработка компактного портативного реактора для потенциального использования в самолетах. Но проект столкнулся с техническими проблемами, включая проблемы с герметичностью топлива и коррозией, что в конечном итоге привело к его прекращению.

Индия также развивает ядерные технологии на основе тория, включая MSRS. Индийский проект реактора-размножителя на расплавленной соли, начатый в 1980-х годах, был направлен на разработку реактора-размножителя на основе тория.

Однако проект столкнулся с проблемами, связанными с совместимостью материалов, переработкой топлива и общей сложностью системы, и не продвинулся до коммерческого использования.

Ситуация становится критической

Согласно информации, представленной в разрешении, ториевый MSR будет подвергнут испытательным работам после первоначальной загрузки топлива.

Испытание включает в себя первый подход к критичности, точке, в которой ядерная реакция становится самоподдерживающейся. Это важный шаг в процессе запуска реактора, который предполагает тщательно контролируемые условия для обеспечения безопасного перехода к самоподдерживающемуся состоянию.

Другое испытание предполагает преднамеренный вывод реактора из эксплуатации или снижение уровня его мощности ниже 90 процентов от максимальной мощности. Важно контролировать этот процесс, чтобы гарантировать, что реактор работает в безопасных пределах и что любые изменения или корректировки одобряются и отслеживаются.

Отчет об испытаниях должен быть представлен в Национальное управление ядерной безопасности в течение двух месяцев после завершения всех экспериментов, указанных в плане испытаний, в соответствии с разрешением.

От урана к торию

Считается, что Китай обладает одними из крупнейших запасов тория в мире. Точный размер этих запасов публично не разглашается, но, по оценкам, их будет достаточно для удовлетворения общих энергетических потребностей страны в течение более чем 20 000 лет.

Изобилие этого ресурса делает его привлекательным вариантом для Китая. Если реакторы на расплавленной соли окажутся успешными и жизнеспособными для коммерческого использования, они могли бы помочь расширить поставки ядерной энергии Китаю во внутренние города.

Одним из преимуществ ториевых MSR является их гибкость с точки зрения расположения.

Использование расплавленных солей в качестве топлива и охлаждающей жидкости обеспечивает более эффективную передачу тепла и потенциально устраняет необходимость в большом количестве воды, что является значительным преимуществом в районах, где водные ресурсы ограничены.

Используя ториевые MSR, Китай потенциально мог бы построить атомные электростанции в городах, удаленных от прибрежных районов. Это могло бы помочь диверсифицировать энергетический баланс страны, снизить зависимость от ископаемого топлива и удовлетворить растущий спрос на энергию со стороны внутренних регионов.

Хотя Китай добился прогресса в разработке и внедрении технологии MSR на тории, несколько ядерных экспертов отметили, что это не обязательно означает, что все технологические проблемы были преодолены.

Разработка и внедрение новых ядерных технологий, включая ториевые MSR, могут быть дорогостоящими. Запуск проекта Шанхайского института по созданию малогабаритного модульного реактора на расплавленной соли тория указывает на то, что Китай заинтересован в дальнейшем снижении стоимости технологии, сказали они.

Эти реакторы обычно изготавливаются на заводе, а затем транспортируются на место для установки. Они могут быть установлены во многих типах сред, включая удаленные или отключенные от электросети районы. Их меньший размер обеспечивает более легкую масштабируемость, позволяя постепенно увеличивать мощность в зависимости от спроса на энергию.

Такой модульный подход к строительству и монтажу потенциально может снизить затраты на строительство и сроки реализации проекта. Возможность изготавливать компоненты на заводе и транспортировать их на место может упростить процесс строительства и повысить экономическую эффективность.

Сообщается, что Китай планирует продавать небольшие ториевые реакторы другим странам в рамках инициативы "Пояс и дорога", глобального инфраструктурного плана Пекина.

Они могут стать отправной точкой для стран или регионов с меньшими потребностями в энергии или ограниченной сетевой инфраструктурой. Их меньшая мощность и модульный характер делают их более доступными и финансово жизнеспособными для этих рынков.

Стивен Чен в Пекине