Прорыв Китая в ядерной энергетике

уа Бин • 19 апреля 2025 г.

В то время как мир заворожённо наблюдает за зигзагообразной тарифной войной, развязанной звездой реалити-шоу Донни Трампом, и люди удивляются разрушительной силе глупого безумца, в Китае произошло поистине знаменательное событие.

В начале апреля китайские учёные совершили прорыв в области экологически чистых энергетических технологий, успешно добавив свежее топливо в работающий реактор на расплавах солей тория, первый в своём роде в мире. Этот прорыв знаменует собой появление коммерчески жизнеспособного ядерного реактора на тории в будущем энергетическом балансе Китая.

Торий — гораздо более безопасная и распространённая альтернатива урану для ядерной энергетики, поскольку он широко доступен, его дешевле добывать, у него более высокая плотность энергии, и он производит гораздо меньше долгоживущих ядерных отходов.

Он гораздо безопаснее урана, так как сам по себе не является расщепляющимся материалом и не может быть использован в качестве оружия. Эксперты в области ядерной промышленности считают торий Святым Граалем будущей энергетической революции наряду с ядерным синтезом, о котором я вкратце расскажу в конце.

Торий в изобилии содержится в земной коре по всему миру. В одном-единственном месторождении во Внутренней Монголии в Китае, Баян-Обо, достаточно запасов тория, чтобы теоретически обеспечить энергетические потребности Китая на следующие 20 000 лет, при этом производя минимальное количество радиоактивных отходов.

Наиболее перспективным технологическим направлением является использование тория в реакторах на расплавах солей. В то время как многие страны разрабатывают эту технологию, Китай первым построил экспериментальный реактор на расплавах солей с использованием тория.

Последнее достижение в области добавления свежего топлива в работающий реактор указывает на то, что такая технология готова к устойчивому коммерческому использованию.

Это первая долгосрочная и стабильная работа технологии, которая ставит Китай в авангард мировой гонки по использованию тория в ядерной энергетике.

В экспериментальном реакторе, расположенном в пустыне Гоби на западе Китая, в качестве теплоносителя и охлаждающей жидкости используется расплавленная соль, а в качестве источника топлива — торий. Реактор предназначен для стабильной выработки 2 мегаватт тепловой энергии.

О разработке было объявлено главным учёным проекта Сюй Хунцзе в Китайской академии наук 8 апреля. Сюй сказал, что Китай «сейчас лидирует в области ядерных технологий на основе тория».

Проект китайского реактора на расплавах солей тория начался с теоретических исследований в 1970-х годах, а в 2009 году руководство CAS поручило Сюй Цзяню сделать ядерную энергетику нового поколения реальностью.

За два года команда проекта выросла с нескольких десятков человек до более чем 400 исследователей.

«Мы учились на практике и практиковались, учась», — сказал Сюй. Задачи были грандиозными: разработка новых материалов, устранение неполадок при экстремальных температурах и работа с инженерными компонентами, которые никогда раньше не создавались.

После того как в 2018 году началось строительство экспериментального реактора, большинство учёных, участвовавших в проекте, отказались от отпусков — они работали днём и ночью, а некоторые оставались на объекте более 300 дней в году. Пустыня Гоби находится в тысячах километров от крупных прибрежных городов.

К октябрю 2023 года он был построен и достиг критического состояния — устойчивой цепной ядерной реакции. А к июню 2024 года он вышел на полную мощность.

Ранее в этом году процесс перезарядки ториевого топлива был завершён во время работы реактора, что сделало его единственным действующим ториевым реактором в мире.

«Мы выбрали самый сложный, но правильный путь», — процитировали Сюй, имея в виду стремление к применению в реальной жизни, а не к чисто академическим исследованиям.

В Китае уже строится гораздо более крупный реактор на расплавах солей тория, который должен достичь критического состояния к 2030 году. Этот исследовательский реактор предназначен для выработки 10 мегаватт электроэнергии, что достаточно для обеспечения энергией 10 000 домов в течение года.

Государственная судостроительная компания Китая также представила проект контейнеровоза на ториевом топливе, который потенциально может обеспечить морские перевозки без выбросов.

Тем временем усилия США по разработке реактора на расплавах солей остаются на бумаге, несмотря на поддержку обеих партий в Конгрессе и инициативы Министерства энергетики.

Сюй сказал: «В ядерной игре нет быстрых побед. Нужно обладать стратегической выдержкой, сосредоточившись на чём-то одном в течение 20–30 лет».

Помимо ториевых реакторов, Китай лидирует в разработке технологии ядерного синтеза (в отличие от существующей технологии деления), которая может привести к созданию безуглеродной, практически безграничной и чистой энергии. Ядерный синтез — это способ, с помощью которого Солнце вырабатывает энергию, и он в 4 раза эффективнее деления.

В основе этой термоядерной революции лежит токамак — устройство в форме бублика, предназначенное для удержания перегретой плазмы с помощью мощных магнитных полей. Имитируя условия на Солнце, где атомы водорода превращаются в гелий, токамаки позволяют высвобождать огромное количество энергии.

Китай находится на переднем крае мировой разработки ядерного синтеза. Совсем недавно Китай достиг нескольких ключевых результатов в исследованиях в области синтеза, в том числе:

— Экспериментальный усовершенствованный сверхпроводящий токамак (EAST), который в Китае называют «искусственным солнцем», установил новый рекорд в январе 2025 года. Проект реализуется в Хэфэе и управляется Китайской академией наук (CAS), ведущим мировым научно-исследовательским институтом.

EAST удерживал плазму с высоким уровнем удержания в течение 1066 секунд, побив предыдущий мировой рекорд в 403 секунды. Это важный шаг на пути к устойчивым термоядерным реакциям, необходимым для практического производства энергии.

— Токамак HL-2M, расположенный в Чэнду, является крупнейшим и самым современным токамаком в Китае. Он достиг первого плазменного разряда и высоких параметров плазмы, способных обеспечить температуру плазмы более 200 миллионов градусов по Цельсию и ток плазмы более 2,5 миллионов ампер, необходимые для эффективных термоядерных реакций.

— Токамак HH70, разработанный шанхайской частной компанией Energy Singularity, отличается наличием высокотемпературных сверхпроводящих магнитов, изготовленных из REBCO (оксида меди, бария и редкоземельных элементов). Эта передовая технология значительно уменьшает размер и стоимость обычных токамаков, открывая путь к более доступной и коммерческой термоядерной энергии.

Energy Singularity планирует построить токамак нового поколения к 2027 году и полномасштабный технологический демонстратор термоядерной реакции к 2030 году.

Хотя коммерческая жизнеспособность остаётся недостижимой целью, такие прорывы, как EAST и HH70, демонстрируют значительные успехи в превращении ядерного синтеза в практичное энергетическое решение.

Несмотря на все шумиху вокруг тарифов и торговых войн, технологии в конечном счёте являются путём к развитию и процветанию человечества. Давайте не будем отвлекаться.