Сделать стартовой  |  Добавить в избранное  |  RSS 2.0  |  Информация авторамВерсия для смартфонов
           Telegram канал ОКО ПЛАНЕТЫ                Регистрация  |  Технические вопросы  |  Помощь  |  Статистика  |  Обратная связь
ОКО ПЛАНЕТЫ
Поиск по сайту:
Авиабилеты и отели
Регистрация на сайте
Авторизация

 
 
 
 
  Напомнить пароль?



Противовирусный препарат Виталанг-2. Приобрести.


Навигация

Реклама

Важные темы


Анализ системной информации

» » » Покончат ли ториевые реакторы с энергетическим кризисом?

Покончат ли ториевые реакторы с энергетическим кризисом?


28-02-2012, 13:00 | Наука и техника / Новость дня | разместил: Редакция ОКО ПЛАНЕТЫ | комментариев: (3) | просмотров: (5 994)

Покончат ли ториевые реакторы с энергетическим кризисом?

 Александр Березин | Послушать эту новость

Словосочетание «энергетический кризис» больше не надо расшифровывать: и в глухой папуасской деревне, и в любой точке нашей страны водители помнят, что только при их жизни бензин стал дороже во много раз. По мнению экономистов, это лишь цветочки, поскольку истинные проблемы ждут нас из-за подорожания киловатт-часа в большой энергетике. А оно, похоже, неминуемо.

Поиски выхода из спирали постоянно растущих цен на нефть и газ ведут к дальнейшему росту цен на энергию. Киловатт-час на французской АЭС вдвое дешевле того, что вырабатывают эоловые электростанции в Европе и втрое–вчетверо дешевле энергии, выдаваемой солнечными батареями даже на юге Испании. Настоящей катастрофой обещает обернуться для экономики Германии решение об отказе от атомной энергетики и газа к 2050 году: его реализация должна удвоить стоимость электричества. Причём неравномерная выработка энергии ветром и солнцем всё равно вынудит немцев держать газовые станции в качестве экстренного источника в безветренные зимние периоды. Чтобы не разорить собственную промышленность, Германии (и ЕС) придётся провести серьёзные протекционистские мероприятия. Уже обсуждается введение дополнительных пошлин на промышленные товары, изготовленные с применением «грязной» энергии ТЭС.

Так можно ли уйти от газа и нефти не босым и в рубище, а хотя бы в кедах и спортивном костюме, раз уж затягивания поясов всё равно не избежать?

Схема работы ториевого реактора на расплаве жидких солей (иллюстрация Geek.com).
Схема работы ториевого реактора на расплаве жидких солей (иллюстрация Geek.com).

Одной из таких «альтернатив альтернативе» в последние годы видятся реакторы-размножители на жидких расплавах солей тория — источника энергии, который может в значительной степени удовлетворить энергетические потребности человечества.

Ториевые реакторы существуют более полувека. Столько же известны их преимущества и недостатки. Они имеют маленькую активную зону, низкое внутреннее давление (позволяющее иметь очень дешёвый корпус), врождённую неспособность к цепной реакции; их пассивная система безопасности высокоэффективна; ну и, наконец, им не грозит ксеноновое отравление, так как их можно продуть гелием. Следовательно, они могут (в отличие от свинцово-висмутовых, действительно могут) работать в режимах переменной мощности. Последнее, напомним, недоступно функционирующим ядерным реакторам.

Мировые запасы тория значительны, и использующие его АЭС обещают высокую безопасность и низкую стоимость. В 2011 году КНР объявила о начале разработки собственного реактора на фториде тория. Индия, не располагающая ураном в необходимых количествах, с 1980-х провела сотни закладок тория в уже существующие реакторы. В 1996 году заработал KAMINI, первый в мире исследовательский реактор на уране-233. К середине 2012-го индийцы намерены запустить ядерный реактор на быстрых нейтронах в Калпаккаме. Хотя его основным топливом будет уран-238, запланирована отработка и ториевых сборок. По её итогам к 2020 году Индией анонсирован запуск ториевого реактора на расплаве жидких солей.

Важной чертой реактора на фторидах тория является возможность применения такой системы пассивной безопасности, которая исключает выброс радиоактивных веществ. Дело в том, что АЭС этого типа использует в качестве ядерного топлива расплав солей, циркулирующих при температуре ниже их точки кипения. В случае если охлаждение ректора отключится, расплав начнёт нагреваться, но при превышении безопасной температуры он разрушит аварийный клапан (клапаны), находящийся внизу первого контура, и попадёт в аварийный бассейн, где находится более холодный солевой раствор. Поскольку соли тория сами являются радиоактивным топливом, проблема охлаждения ТВЭЛ решается сразу: жидкие «ТВЭЛ» смешиваются с бóльшим количеством аварийного охладителя. Реакция моментально останавливается, так как не является самоподдерживающейся: чтобы делиться, ядру тория нужны внешние нейтроны, поступление которых после слива ториевых солей в аварийный бассейн прекращается само собой. Ни чернобыльский, ни фукусимский вариант такой схеме не угрожают.

Другим преимуществом является низкий срок жизни продуктов распада тория-232 и урана-233: практически все радиоактивные отходы ториевых реакторов живут не более 300 лет, в то время как урановые реакторы производят продукты, полностью распадающиеся за миллионы лет.

Недостатки ториевых реакторов можно свести к одному слову: плутоний. Нет, к двум: мало плутония. Ядерные реакторы и США, и СССР, и даже Пакистану требовались в первую очередь для массового уничтожения людей, а не для решения энергетических проблем. Облучая уран нейтронами, можно получить плутоний, а вот облучение тория даёт уран-233, который гораздо меньше подходит для начинки ядерных бомб. После отработки именно урановых реакторов для военных целей проектировщики мирных АЭС, естественно, шли по уже проторённому пути: делали энергетические реакторы на основе урана.

Строящийся в Калпаккаме реактор будет введён в строй в этом году. (Фото <noindex><a target=_blank href=http://defenceforumindia.com/strategic-forces/207-indias-fast-breeder-reactor-thorium-tritium-heavy-water-program-7.html>LETHALFORCE</a></noindex>).
Строящийся в Калпаккаме реактор будет введён в строй в этом году. (Фото LETHALFORCE).

Очевидно, для перехода на ториевые реакторы не хватает только одного — воли со стороны государств с атомной энергетикой. Индия, развивающая оружейную программу, также построила свой первый реактор-размножитель на уране, однако урановый дефицит вместе с отказом ядерных держав продавать ей топливо неизбежно приведёт к запуску ториевой программы, тем более что на Индостане уже разведано не менее трети миллиона тонн тория. Действия Индии уже заставили КНР предпринять шаги по обгону южного соседа. Как быстро отреагируют на разворачивающуюся гонку ториевой энергетики другие ядерные державы, пока остаётся вопросом.

Подготовлено по материалам Geek.com.



Источник: science.compulenta.ru.

Рейтинг публикации:

Нравится11



Комментарии (3) | Распечатать

Добавить новость в:


 

 
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Чтобы писать комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

  1. » #3 написал: bychars (29 февраля 2012 10:12)
    Статус: Пользователь offline |



    Группа: Эксперт
    публикаций 12
    комментария 484
    Рейтинг поста:
    0

    хорошие перспективы



    --------------------
    Я ни разу за морем не был. Сердце тешит привычная мысль-
    Там такое же синее небо и такая- же сложная жизнь
    Может там веселей и богаче, ярче краски и лето теплей,
    Только, так-же от горя там плачут, так-же в муках рожают детей
    (Песня)

       
     


  2. » #2 написал: Mefodiy (28 февраля 2012 22:00)
    Статус: Пользователь offline |



    Группа: Посетители
    публикаций 0
    комментариев 114
    Рейтинг поста:
    0

    Странно, Германия сама себе яму копает.  Это надо же,  такую  большую промышленность сажать на альтернативные энергетические установки. Поговорят, поговорят, а потом  атомщики ( Сименс и т.д.) скажут, ну, хватит- поговорили и будет вам, запускайте АЭС.


       
     


  3. » #1 написал: pl (28 февраля 2012 20:46)
    Статус: |



    Группа: Гости
    публикаций 0
    комментариев 0
    Рейтинг поста:
    0

    Ториевый топливный цикл представляет заметный интерес для реакторов на тепловых нейтронах, поскольку основной делящийся изотоп этого топливного цикла U-233 дает в тепловом спектре нейтронов примерно 0,2 «дополнительных» нейтрона (по сравнению с U-235 и Pu-239), которые можно использовать для повышения эффективности топливного цикла. Вследствие этого существуют убеждения, что можно создать такие реакторы на тепловых нейтронах и соответствующие уран-ториевые топливные циклы, которые позволят получить коэффициент воспроизводства ядерного топлива.
    Но такие убеждения несколько оптимистичны и преувеличивают перспективность ториевого топливного цикла. Связано это с тем, что U-233 получается в результате распада Pa-233, который образуется при захвате нейтронов Th-232. Изотоп Pa-233 имеет достаточно длительный период полураспада (27 дней), и за это время, присутствуя в активной зоне, он может захватить нейтрон, перейдет в Pa-234 и быстро распадется в U-234. Этот эффект заметно ухудшает эффективность топливоиспользования в ториевом топливном цикле, особенно при увеличении плотности потока нейтронов в активной зоне.
    С точки зрения переработки топлива ториевый цикл также обладает некоторыми недостатками. В процессе выгорания в топливе накапливается изотоп U-232, в цепочке распада которого в свинец присутствуют изотопы Bi-210 (g с энергией 1,6Мэв), Po-212 (g с энергией 2,6Мэв) и особенно неприятный изотоп Tl-208 (энергия g-частиц 2,6 МэВ). Работа с таким облученным топливом требует развития технологий дистанционной переработки и изготовления топлива. Кроме этого, происходит увеличение радиотоксичности тория за счет появления сравнительно короткоживущих изотопов тория, что может усложнить рециклирование тория.

    Для открытого ториевого топливного цикла (без переработки топлива) дополнительные нейтроны от U-233 можно постараться эффективно использовать, увеличивая глубину выгорания топлива. Однако изотопа U-233 в природе нет, и даже в этом случае потребуется формировать стартовые топливные загрузки реакторов либо на основе высокообогащенного урана, либо на основе плутония. Для первого варианта (использование высокообогащенного урана) необходимо иметь развитую структуру предприятий по обогащению природного урана, и получить заметные экономические преимущества от замены сырьевого изотопа U-238 на Th-232. Такая перспектива представляется сейчас не очень заманчивой. Во-первых, высокообогащенный уран это дополнительная головная боль в проблеме нераспространения, во-вторых, заметно поднять выгорание ториевого топлива не удастся, т.к. по-прежнему основным делящимся изотопом будет U-235.
    Другой вариант – ориентация на использование стартовых плутониевых загрузок. Скорее всего, он более перспективен. Для реализации этой стратегии на первом этапе можно использовать оружейный плутоний или плутоний из облученного топлива тепловых реакторов. В перспективе можно рассчитывать на плутоний из экранов быстрых реакторов. Использовать плутоний целесообразно лишь на начальном этапе наращивания мощностей. Далее, при полном замыкании топливного цикла, в том числе и по U-233, следует переходить на топливные загрузки с U-233, который будет нарабатываться как в тепловых реакторах, так и в бланкетах быстрых реакторов.

    Жидкосолевые реакторы (MSR), использующие топливо в виде расплавов неорганических соединений урана, тория и плутония, рассматриваются в качестве альтернативы твердотопливным реакторным системам, поскольку допускают регулирование топливного состава при работе реактора. Физические особенности MSR в случае работы реактора в уран-ториевом топливном цикле позволяют достигнуть в нем бридерного режима.
    Демонстрация возможности практической реализации концепции MSR была подтверждена в США опытом эксплуатации реактора MSRE с тепловой мощностью 7,3 МВт, который работал в течение 1965–1969 гг.
    Проработаны различные схемы MSR с использованием расплавов фторидов легких и тяжелых металлов. Исследования проводились в США, Франции, Японии, в Российской Федерации и других странах. В качестве базового варианта принят американский проект реактора MSBR электрической мощности 1000 МВт с использованием уран-ториевого топливного цикла и воспроизводством 233U.
    Группой энтузиастов MSR предложена концепция «Thorium Molten Salt Nuclear Energy Synergetic», обеспечивающая, по мнению авторов, практическое решение всех проблем дальнейшего развития ЯЭ. Но в этой концепции предлагается использовать ускорители протонов в качестве дополнительного внешнего источника нейтронов. Это обусловлено тем, что уран-ториевый топливный цикл нейтронно дефицитен, и при реально достижимых уровнях очистки топливной соли от продуктов деления и скорости выведения протактиния-233 из нейтронного поля для достижения экономически приемлемой плотности нейтронов, нужна внешняя подпитка или за счет урана-235, или плутония, или электроядерными, или термоядерными нейтронами.

    С.А. Субботин, к.т.н., РНЦ "Курчатовский институт"


       
     






» Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации. Зарегистрируйтесь на портале чтобы оставлять комментарии
 


Новости по дням
«    Декабрь 2021    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031 

Погода
Яндекс.Погода


Реклама

Опрос
Уход Лукашенко




Реклама

Облако тегов
Аварии и ЧП на АЭС, Акция: Пропаганда России, Америка настоящая, Арктика и Антарктика, Блокчейн и криптовалюты, Воспитание, Высшие ценности страны, Геополитика, Импортозамещение, ИнфоФронт, Кипр и кризис Европы, Кризис Белоруссии, Кризис Британии Brexit, Кризис Европы, Кризис США, Кризис Турции, Кризис Украины, Кризис в России, Любимая Россия, Навальный, Новости Украины, Оружие России, Остров Крым, Правильные ленты, Россия, Сделано в России, Ситуация в Сирии, Ситуация вокруг Ирана, Скажем НЕТ Ура-пЭтриотам, Скажем НЕТ хомячей рЭволюции, Служение России, Солнце, Трагедия Фукусимы Япония, Хроника эпидемии, видео, коронавирус, новости, политика, сша, украина

Показать все теги
Реклама

Популярные
статьи



Реклама одной строкой

    Главная страница  |  Регистрация  |  Сотрудничество  |  Статистика  |  Обратная связь  |  Реклама  |  Помощь порталу
    ©2003-2020 ОКО ПЛАНЕТЫ

    Материалы предназначены только для ознакомления и обсуждения. Все права на публикации принадлежат их авторам и первоисточникам.
    Администрация сайта может не разделять мнения авторов и не несет ответственность за авторские материалы и перепечатку с других сайтов. Ресурс может содержать материалы 16+


    Map