Проблемы использования тория для производства энергии
Торий, обычно встречающийся в магматических породах и песках тяжелых минералов, назван в честь Тора, бога грома в скандинавской мифологии. В природе он встречается в три раза чаще, чем уран, но исторически сложилось так, что он не получил широкого применения в промышленности и производстве электроэнергии. Отчасти это объясняется тем, что торий сам по себе не является ядерным топливом, хотя и может быть использован для его создания. Торий-232, единственный изотоп тория естественного происхождения, считается воспроизводящим материалом, т.е. способным к делению. Это означает, что торий нуждается во вспомогательных материалах, таких как уран или плутоний, для запуска и поддержания цепной реакции. При облучении торий-232 претерпевает ряд ядерных реакций, в конечном итоге образуя уран-233, который затем может быть расщеплен с выделением энергии для питания ядерного реактора.
При этом использование тория для производства энергии сопряжено с некоторыми трудностями. Существует ряд экономических и технических препятствий, которые затрудняют внедрение тория. Несмотря на распространенность этого металла, его получение в настоящее время стоит дорого. ?Минерал монацит, который является основным источником редкоземельных элементов, является также основным источником тория, — говорит специалист по урановым ресурсам в МАГАТЭ Марк Михаласки. — Без текущего спроса на редкоземельные элементы монацит не добывался бы только из-за содержащегося в нем тория. Торий — это побочный продукт, и для его получения требуются более дорогостоящие методы, чем для получения урана. Однако это может измениться, если возрастет спрос на торий и его применение в ядерной энергетике?.
Не менее дорогостоящими являются исследования, разработки и испытания ториевых ядерных установок, что объясняется отсутствием значительного опыта работы с торием и исторически сложившейся распространенностью урана в ядерной энергетике. ? Еще одним недостатком использования тория является то, что с таким топливом трудно обращаться, — рассказывает Анжелика Хаперская, технический руководитель по ядерному топливу и установкам ядерного топливного цикла в МАГАТЭ. — Для изготовления ториевого топлива, в отличие от уранового топлива, необходимо использовать более дорогостоящие дистанционные технологии в связи с присутствием дочерних продуктов деления тория с жестким гамма-излучением. Кроме того, сложной задачей является переработка отработавшего ториевого топлива. Существуют трудности с растворением диоксида тория и обращением с газообразными продуктами. Оборудование для переработки также подвержено коррозии из-за использования фторидов в процессе растворения. И в целом технологиям переработки еще необходимо достичь уровня промышленной зрелости?.
При координации МАГАТЭ был осуществлен четырехлетний исследовательский проект, посвященный возможностям развития ториевой ядерной энергетики, изучению преимуществ и проблем использования тория в качестве топлива и анализу его применения в различных типах реакторов — от наиболее распространенных водоохлаждаемых реакторов до реакторов на солевых расплавах. Результаты проекта были недавно опубликованы в докладе ?Near Term and Promising Long Term Options for the Deployment of Thorium Based Nuclear Energy? (?Краткосрочные и перспективные долгосрочные варианты развития ядерной энергетики на основе тория?) (IAEA-TECDOC-2009).