Energie nucleară bazată pe toriu - Thorium-based nuclear power

O mostră de toriu

Generarea de energie nucleară bazată pe toriu este alimentată în principal de fisiunea nucleară a izotopului uraniu-233 produs din elementul fertil toriu . Un ciclu de combustibil de toriu poate oferi mai multe avantaje potențiale față de un ciclu de combustibil de uraniu - inclusiv abundența mult mai mare de toriu găsită pe Pământ, proprietăți superioare de combustibil fizic și nuclear și reducerea producției de deșeuri nucleare. Un avantaj al combustibilului de toriu este potențialul său scăzut de armare; este dificil de armat izotopii de uraniu- 233 / 232 și plutoniu-238 care sunt consumați în mare parte în reactoarele de toriu.

După ce au studiat fezabilitatea utilizării torului, oamenii de știință nucleare Ralph W. Moir și Edward Teller au sugerat că cercetarea nucleară a torului ar trebui reluată după o închidere de trei decenii și că ar trebui construită o mică centrală prototip. Între 1999 și 2021, numărul de reactoare operaționale de toriu din lume a crescut de la zero, la o mână de reactoare de cercetare, la planuri comerciale pentru producerea de reactoare pe scară largă pe bază de toriu pentru a fi utilizate ca centrale la scară națională.

Unii cred că toriul este cheia dezvoltării unei noi generații de energie nucleară mai curată și mai sigură. În 2011, un grup de oameni de știință de la Institutul de Tehnologie din Georgia a evaluat puterea pe bază de toriu ca „o soluție de peste 1000 de ani sau o punte de calitate cu emisii reduse de carbon către surse de energie cu adevărat durabile , rezolvând o mare parte din impactul negativ asupra mediului al omenirii”. Cu toate acestea, dezvoltarea puterii de toriu are costuri semnificative de pornire. Dezvoltarea reactoarelor de ameliorare în general (inclusiv a reactorilor de toriu, care sunt în mod natural amelioratori) va spori îngrijorarea proliferării.

Context și scurt istoric

Reactor nuclear timpuriu pe bază de tor ( MSR ) de la Laboratorul Național Oak Ridge în anii 1960

După al doilea război mondial, reactoarele nucleare pe bază de uraniu au fost construite pentru a produce electricitate. Acestea erau similare cu proiectele reactoarelor care produceau materiale pentru armele nucleare. În acea perioadă, guvernul Statelor Unite a construit, de asemenea, un reactor experimental de sare topită folosind combustibil U-233, materialul fisibil creat prin bombardarea torului cu neutroni. Reactorul MSRE, construit la Laboratorul Național Oak Ridge , a funcționat critic timp de aproximativ 15.000 de ore din 1965 până în 1969. În 1968, laureatul Nobel și descoperitor al plutoniului , Glenn Seaborg , a anunțat public Comisiei pentru energie atomică , de care era președinte, că reactorul pe bază de toriu fusese dezvoltat și testat cu succes.

Cu toate acestea, în 1973, guvernul SUA s-a stabilit pe tehnologia uraniului și a întrerupt în mare măsură cercetarea nucleară legată de toriu. Motivele au fost că reactoarele alimentate cu uraniu au fost mai eficiente, cercetarea a fost dovedită, iar raportul de reproducere al toriului a fost considerat insuficient pentru a produce suficient combustibil pentru a sprijini dezvoltarea unei industrii nucleare comerciale. După cum au scris mai târziu Moir și Teller: „Concurența a ajuns la un reactor de ameliorare rapidă a metalelor lichide (LMFBR) pe ciclul uraniu-plutoniu și la un reactor termic la ciclul de toriu- 233 U, reactorul de ameliorare a sării topite. LMFBR avea un o rată de reproducere mai mare ... și a câștigat competiția. " În opinia lor, decizia de a opri dezvoltarea reactoarelor de toriu, cel puțin ca opțiune de rezervă, „a fost o greșeală scuzabilă”.

Scriitorul științific Richard Martin afirmă că fizicianul nuclear Alvin Weinberg , care a fost director la Oak Ridge și responsabil în primul rând pentru noul reactor, și-a pierdut slujba de director pentru că a susținut dezvoltarea reactoarelor de toriu mai sigure. Weinberg însuși își amintește această perioadă:

[Congresmanul] Chet Holifield a fost clar exasperat de mine și, în cele din urmă, a izbucnit: „Alvin, dacă ești îngrijorat de siguranța reactoarelor, atunci cred că ar putea fi timpul să părăsiți energia nucleară”. Am ramas fara cuvinte. Dar mi-a fost evident că stilul, atitudinea și percepția mea despre viitor nu mai erau în ton cu puterile din cadrul AEC.

Martin explică faptul că refuzul lui Weinberg de a sacrifica energia nucleară potențial sigură în beneficiul utilizărilor militare l-a forțat să se retragă:

Weinberg și-a dat seama că puteți utiliza toriu într-un tip complet nou de reactor, unul care ar avea un risc zero de topire. ... echipa sa a construit un reactor funcțional ... și și-a petrecut restul mandatului de 18 ani încercând să facă din toriu inima efortului de putere atomică al națiunii. El a picat. Reactoarele cu uraniu fuseseră deja înființate, iar Hyman Rickover , șef de facto al programului nuclear american, dorea ca plutoniul de la centralele nucleare alimentate cu uraniu să producă bombe. Din ce în ce mai scos deoparte, Weinberg a fost în cele din urmă forțat să plece în 1973.

În ciuda istoriei documentate a energiei nucleare de toriu, mulți dintre experții în domeniul nuclear de astăzi nu erau totuși conștienți de aceasta. Potrivit Chemical & Engineering News , „majoritatea oamenilor - inclusiv oamenii de știință - abia au auzit de elementul metalic greu și știu puțin despre el", menționând un comentariu al unui participant la conferință că "este posibil să aveți un doctorat în domeniul nuclear tehnologia reactorului și nu știu despre energia torului. " Fizicianul nuclear Victor J. Stenger , pentru prima dată, a aflat despre asta în 2012:

A fost o surpriză pentru mine să aflu recent că o astfel de alternativă ne-a fost disponibilă încă din cel de-al doilea război mondial, dar nu a fost urmărită deoarece nu avea aplicații pentru arme.

Alții, inclusiv fostul om de știință al NASA și expert în toriu, Kirk Sorensen, sunt de acord că „toriul a fost calea alternativă care nu a fost luată”. Potrivit lui Sorensen, în timpul unui interviu documentar, el afirmă că, dacă SUA nu și-ar fi întrerupt cercetările în 1974, ar fi putut „obține probabil independența energetică până în jurul anului 2000”.

Beneficii posibile

Asociația Nucleară Mondială explică unele dintre posibilele beneficii

Ciclul combustibilului de toriu oferă beneficii enorme de securitate energetică pe termen lung - datorită potențialului său de a fi un combustibil autosuficient, fără a fi nevoie de reactoare cu neutroni rapide. Prin urmare, este o tehnologie importantă și potențial viabilă care pare să poată contribui la construirea unor scenarii credibile pe termen lung de energie nucleară.

Moir și Teller sunt de acord, menționând că avantajele posibile ale toriului includ „utilizarea unui combustibil abundent, inaccesibilitatea combustibilului respectiv teroriștilor sau pentru devierea către utilizarea armelor, împreună cu o bună economie și caracteristici de siguranță”. Toriu este considerat „cea mai abundentă, cea mai ușor disponibilă, cea mai curată și cea mai sigură sursă de energie de pe Pământ”, adaugă scriitorul științific Richard Martin .

  • Toriu este de trei ori mai abundent decât uraniul și aproape la fel de abundent ca plumbul și galiul din scoarța terestră. Alianța toriu Energiei estimează „există suficient toriu în Statele Unite , numai pentru a alimenta țară la nivelul actual de energie de peste 1000 de ani.“ „America a îngropat tone ca produs secundar al exploatării metalelor din pământurile rare”, notează Evans-Pritchard. Aproape tot toriul este Th-232 fertil , în comparație cu uraniul care este compus din 99,3% U-238 fertil și 0,7% mai valoros U-235 fisil.
  • Este dificil să faci o bombă nucleară practică din subprodusele unui reactor de toriu. Potrivit lui Alvin Radkowsky , proiectant al primei centrale electrice atomice la scară mondială, „rata producției de plutoniu a unui reactor de tor ar fi mai mică de 2% din cea a unui reactor standard, iar conținutul izotopic al plutoniului ar face-o nepotrivită pentru o energie nucleară detonaţie." Au fost testate mai multe bombe cu uraniu-233, dar prezența uraniului-232 a avut tendința de a „otrăvi” uraniul-233 în două moduri: radiațiile intense din uraniu-232 au făcut ca materialul să fie greu manipulat, iar uraniul-232 să ducă la posibila pre-detonare. Separarea uraniului-232 de uraniul-233 s-a dovedit foarte dificilă, deși noile tehnici laser ar putea facilita acest proces.
  • Există mult mai puține deșeuri nucleare atunci când torul este utilizat ca combustibil într-un reactor toriu cu fluorură lichidă - cu până la două ordine de mărime mai puțin, menționează Moir și Teller, eliminând necesitatea stocării pe scară largă sau pe termen lung; "Oamenii de știință chinezi susțin că deșeurile periculoase vor fi de o mie de ori mai mici decât cu uraniul." Radioactivitatea deșeurilor rezultate scade, de asemenea, la niveluri sigure după doar una sau câteva sute de ani, în comparație cu zeci de mii de ani necesari pentru răcirea deșeurilor nucleare actuale.
  • Potrivit lui Moir și Teller, „odată pornit [un reactor de reproducere] nu are nevoie de alt combustibil în afară de toriu, deoarece [un reactor de reproducere] produce cea mai mare parte sau totalitatea combustibilului său propriu”. Reactoarele de reproducere produc cel puțin la fel de mult material fisibil pe cât îl consumă. Reactoarele care nu se reproduc, pe de altă parte, necesită material fisibil suplimentar, cum ar fi uraniu-235 sau plutoniu, pentru a susține reacția.
  • Ciclul combustibilului de toriu este o modalitate potențială de a produce energie nucleară pe termen lung cu deșeuri cu toxicitate redusă. În plus, trecerea la toriu s-ar putea face prin incinerarea plutoniului de calitate pentru arme (WPu) sau plutoniu civil.
  • Deoarece tot toriul natural poate fi folosit ca combustibil nu este necesară o îmbogățire costisitoare a combustibilului. Cu toate acestea, același lucru este valabil și pentru U-238 ca combustibil fertil în ciclul uraniu-plutoniu.
  • Comparând cantitatea de toriu necesară cu cărbune, laureatul Nobel Carlo Rubbia de la CERN , (Organizația Europeană pentru Cercetare Nucleară), estimează că o tonă de tor poate produce energie la fel de mult ca 200 de tone de uraniu sau 3.500.000 de tone de cărbune.
  • Reactoarele de toriu cu fluorură lichidă sunt proiectate să fie rezistente la topire. Un dop fuzibil din partea de jos a reactorului se topește în cazul unei întreruperi a curentului electric sau dacă temperaturile depășesc limita stabilită, drenând combustibilul într-un rezervor subteran pentru depozitare în siguranță.
  • Torul minier este mai sigur și mai eficient decât minarea uraniului. Minereul de toriu, monazitul , conține în general concentrații mai mari de toriu decât procentul de uraniu găsit în minereul respectiv. Acest lucru face ca toriul să fie o sursă de combustibil mai eficientă din punct de vedere al costurilor și mai puțin dăunătoare mediului. Exploatarea cu toriu este, de asemenea, mai ușoară și mai puțin periculoasă decât extracția de uraniu, întrucât mina este o carieră deschisă - care nu necesită ventilație, spre deosebire de minele subterane de uraniu, unde nivelurile de radon pot fi potențial dăunătoare.

Rezumând câteva dintre potențialele beneficii, Martin își oferă opinia generală: „Toriu ar putea oferi o sursă de energie curată și efectiv nelimitată în timp ce calmează toate preocupările publice - proliferarea armelor, poluarea radioactivă, deșeurile toxice și combustibilul care este atât costisitor, cât și complicat de procesat . " Moir și Teller au estimat în 2004 că costul pentru prototipul lor recomandat ar fi „mult sub 1 miliard de dolari, cu costuri de funcționare probabil de ordinul a 100 de milioane de dolari pe an” și, ca rezultat, un „plan de energie nucleară la scară largă” utilizabil de mulți țările ar putea fi înființate în decurs de un deceniu.

Un raport al Fundației Bellona din 2013 a concluzionat că economia este destul de speculativă. Este puțin probabil ca reactoarele nucleare de toriu să producă energie mai ieftină, dar gestionarea combustibilului uzat este probabil mai ieftină decât pentru reactoarele nucleare din uraniu.

Posibile dezavantaje

Unii experți observă posibile dezavantaje specifice ale energiei nucleare de toriu:

  • Reproducerea într-un spectru de neutroni termici este lentă și necesită o reprocesare extinsă . Fezabilitatea reprocesării este încă deschisă.
  • În primul rând sunt necesare lucrări semnificative și costisitoare de testare, analiză și licențiere, care necesită sprijin pentru afaceri și guvern. Într-un raport din 2012 privind utilizarea combustibilului de toriu cu reactoarele existente răcite cu apă, Buletinul Oamenilor de Știință Atomici a sugerat că „va necesita o investiție prea mare și nu va oferi nicio plată clară” și că „din punctul de vedere al utilităților , singurul factor legitim capabil să motiveze urmărirea torului este economia ".
  • Există un cost mai mare pentru fabricarea și reprocesarea combustibilului decât în ​​fabricile care utilizează tije tradiționale de combustibil solid.
  • Toriu, atunci când este iradiat pentru a fi utilizat în reactoare, produce uraniu-232, care emite raze gamma. Acest proces de iradiere poate fi ușor modificat prin îndepărtarea protactiniu-233 . Iradierea ar face apoi uraniu-233 în locul uraniului-232 pentru utilizare în armele nucleare - transformând toriul într-un combustibil cu dublu scop.

Proponenți notabili ai torului

Premiul Nobel pentru fizică și fostul director al CERN, Carlo Rubbia, este de mult timp un fan al toriului. Potrivit lui Rubbia, „Pentru a fi continuat energic, energia nucleară trebuie modificată profund”.

Hans Blix , fost director general al Agenției Internaționale pentru Energie Atomică , a declarat că „combustibilul de toriu dă naștere unor deșeuri mai mici în volum, mai puțin toxice și mult mai puțin viabile decât deșeurile care rezultă din combustibilul de uraniu”.

Proiecte de energie nucleară bazate pe toriu

Cercetarea și dezvoltarea reactoarelor nucleare pe bază de toriu, în primul rând reactorul toriu cu fluorură lichidă (LFTR), proiectarea MSR , a fost sau se face în prezent în Statele Unite, Regatul Unit , Germania , Brazilia , India , China , Franța , Cehia Republica , Japonia , Rusia , Canada , Israel , Danemarca și Țările de Jos . Se organizează conferințe cu experți din 32 de țări, inclusiv una de către Organizația Europeană pentru Cercetare Nucleară ( CERN ) în 2013, care se concentrează pe toriu ca o tehnologie nucleară alternativă fără a necesita producerea de deșeuri nucleare. Experți recunoscuți, precum Hans Blix , fostul șef al Agenției Internaționale pentru Energie Atomică , solicită sprijinul extins pentru noua tehnologie a energiei nucleare și afirmă, „opțiunea de toriu oferă lumii nu numai o nouă aprovizionare durabilă cu combustibil pentru energia nucleară, ci și unul care utilizează mai bine conținutul de energie al combustibilului. "

Canada

Reactoarele CANDU sunt capabile să utilizeze toriu, iar Thorium Power Canada a planificat și a propus în 2013 dezvoltarea de proiecte de energie de toriu pentru Chile și Indonezia. Reactorul de demonstrație propus de 10 MW din Chile ar putea fi utilizat pentru alimentarea unei centrale de desalinizare de 20 de milioane de litri / zi . În 2018, New Brunswick Energy Solutions Corporation a anunțat participarea Moltex Energy la grupul de cercetare nucleară care va lucra la cercetare și dezvoltare pe tehnologia reactoarelor modulare mici.

China

La conferința anuală din 2011 a Academiei de Științe din China , s-a anunțat că „China a inițiat un proiect de cercetare și dezvoltare în tehnologia MSR de toriu ”. În plus, dr. Jiang Mianheng , fiul fostului lider al Chinei Jiang Zemin , a condus o delegație de toriu în discuțiile de nedivulgare la Oak Ridge National Laboratory , Tennessee, iar până la sfârșitul anului 2013 China a încheiat un parteneriat oficial cu Oak Ridge pentru a ajuta China în propriul său stat. dezvoltare. La Asociația Nucleară Mondială constată că , Academia Chineză de Științe în ianuarie 2011 , a anunțat programul său de cercetare și dezvoltare „care pretinde a avea cel mai mare efort național din lume pe ea, în speranța de a obține drepturi depline de proprietate intelectuală drepturi asupra tehnologiei.“ Potrivit lui Martin, "China și-a exprimat clar intenția de a merge singură", adăugând că China are deja un monopol asupra majorității mineralelor din pământuri rare din lume .

În martie 2014, dependența de puterea pe cărbune devenind o cauză majoră a „crizei de smog” actuale, și-au redus obiectivul inițial de a crea un reactor funcțional de la 25 de ani până la 10. „În trecut, guvernul era sunt interesați de energia nucleară din cauza lipsei de energie. Acum sunt mai interesați din cauza smogului ", a spus profesorul Li Zhong, un om de știință care lucrează la proiect. „Este cu siguranță o cursă”, a adăugat el.

La începutul anului 2012, s-a raportat că China, folosind componente produse de Vest și Rusia, a planificat să construiască două prototipuri, unul dintre ele un reactor topit cu pat de pietriș răcit cu sare până în 2015 și un reactor de sare topită până în 2017. a bugetat proiectul la 400 de milioane de dolari și a necesitat 400 de lucrători. China a finalizat, de asemenea, un acord cu o companie canadiană de tehnologie nucleară pentru a dezvolta reactoare CANDU îmbunătățite folosind toriu și uraniu ca combustibil. Până în 2019, două dintre reactoare erau în construcție în deșertul Gobi, cu finalizarea preconizată în jurul anului 2025. China se așteaptă să pună reactoarele de toriu în uz comercial până în 2030. Cel puțin unul dintre prototipurile de toriu de 2 MW , fie un reactor cu sare topită, fie un reactor topit reactor răcit cu sare, se apropie de finalizare, cu pornirea în septembrie 2021.

Începând cu 24 iunie 2021, China a raportat că reactorul pentru sare Gobi Molten va fi finalizat conform programului, testele începând încă din septembrie 2021. Noul reactor face parte din efortul liderului chinez Xi Jinping de a face China neutră din punct de vedere carbonic 2060. China speră să finalizeze primul reactor comercial de toriu din lume până în 2030 și a planificat să construiască în continuare mai multe centrale electrice de toriu în deșertele și câmpiile cu populație scăzută din vestul Chinei, precum și până la 30 de națiuni implicate în Inițiativa Chinei pentru centură și drumuri . Vezi TMSR-LF1

Germania, anii 1980

THTR-300 german a fost un prototip de centrală comercială care utilizează toriu ca fertil și U-235 foarte îmbogățit ca combustibil fisibil. Deși a fost numit reactor la temperatură ridicată de toriu, în cea mai mare parte U-235 a fost fisionat. THTR-300 a fost un reactor de temperatură înaltă răcit cu heliu, cu un miez de reactor cu pat de pietriș format din aproximativ 670.000 de combustibile sferice compacte fiecare cu diametrul de 6 centimetri (2.4 in) cu particule de combustibil de uraniu-235 și toriu-232 încorporate într-un matrice de grafit. A alimentat rețeaua germană pentru 432 de zile la sfârșitul anilor 1980, înainte de a fi oprită din motive de cost, mecanice și de altă natură.

India

India are cele mai mari rezerve de toriu din lume, cu cantități relativ mici de uraniu. India a proiectat să îndeplinească până la 30% din cerințele sale electrice prin toriu până în 2050.

În februarie 2014, Centrul de Cercetări Atomice Bhabha (BARC), din Mumbai, India, și-a prezentat cel mai recent design pentru un „reactor nuclear de nouă generație” care arde toriu ca minereu combustibil, numindu-l Reactorul de apă grea avansată ( AHWR ). Ei au estimat că reactorul ar putea funcționa fără un operator timp de 120 de zile. Validarea fizicii nucleului reactorului era în curs până la sfârșitul anului 2017.

Potrivit dr. RK Sinha, președintele Comisiei pentru Energie Atomică, „Acest lucru ne va reduce dependența de combustibilii fosili, în mare parte importați, și va reprezenta o contribuție majoră la eforturile globale de combatere a schimbărilor climatice ”. Datorită siguranței sale inerente, ei se așteaptă ca modele similare să poată fi instalate „în interiorul” orașelor populate, cum ar fi Mumbai sau Delhi.

Guvernul indian dezvoltă, de asemenea, până la 62 de reactoare, în principal toriu, pe care se așteaptă să fie operaționale până în 2025. India este „singura țară din lume cu un plan detaliat, finanțat, aprobat de guvern” pentru a se concentra pe energia nucleară bazată pe toriu. . În prezent, țara obține sub 2% din energia electrică din energie nucleară, restul provenind din cărbune (60%), hidroelectricitate (16%), alte surse regenerabile (12%) și gaze naturale (9%). Se așteaptă să producă aproximativ 25% din energia electrică din energia nucleară. În 2009, președintele Comisiei pentru Energie Atomică din India a declarat că India are un „obiectiv obiectiv pe termen lung de a deveni independentă din punct de vedere energetic pe baza vastelor sale resurse de toriu pentru a îndeplini ambițiile economice ale Indiei”.

La sfârșitul lunii iunie 2012, India a anunțat că „primul lor reactor rapid comercial” era aproape finalizat, făcând India cea mai avansată țară în cercetarea torului. "Avem rezerve uriașe de toriu. Provocarea este de a dezvolta tehnologii pentru transformarea acestora în material fisibil", a declarat fostul lor președinte al Comisiei pentru energie atomică din India. Această viziune a utilizării torului în locul uraniului a fost expusă în anii 1950 de către fizicianul Homi Bhabha . Primul reactor comercial de creștere rapidă din India - 500 MWe Prototype Fast Breeder Reactor (PFBR) - se apropie de finalizare la Centrul Indira Gandhi pentru Cercetări Atomice , Kalpakkam , Tamil Nadu .

Începând cu iulie 2013, echipamentele majore ale PFBR fuseseră ridicate și încărcarea combustibililor „fictivi” în locații periferice era în desfășurare. Se aștepta ca reactorul să devină critic până în septembrie 2014. Centrul a sancționat Rs. 5677 crore pentru construirea PFBR și „vom construi cu siguranță a reactorului în această sumă“ , a afirmat dl Kumar. Costul inițial al proiectului a fost de Rs. 3.492 milioane, revizuit la Rs. 5.677 milioane. Energia electrică generată din PFBR va fi vândută către centralele de electricitate de la Rs. 4,44 o unitate. BHAVINI construiește reactoare de reproducție în India.

În 2013, AHWR (reactor de apă grea sub presiune) de 300 MWe din India a fost programat să fie construit într-o locație nedezvăluită. Proiectarea prevede o pornire cu plutoniu de tip reactor care generează U-233 din Th-232. Ulterior, toriu va fi singurul combustibil. Începând cu 2017, proiectarea se afla în etapele finale de validare.

Întârzierile au amânat de atunci punerea în funcțiune [criticitate?] A PFBR până în septembrie 2016, dar angajamentul Indiei de a produce energie nucleară pe termen lung este subliniat prin aprobarea în 2015 a zece noi locații pentru reactoare de tipuri nespecificate, deși achiziționarea de materiale fisibile primare — Preferabil plutoniu — poate fi problematic din cauza rezervelor reduse de uraniu din India și a capacității de producție.

Indonezia

P3Tek, o agenție a Ministerului Indoneziei pentru Energie și Resurse Minerale, a analizat un reactor de sare topită de toriu de către Thorcon numit TMSR-500. Studiul a raportat că construirea unui ThorCon TMSR-500 ar respecta reglementările Indoneziei privind siguranța și performanța energiei nucleare.

Israel

În mai 2010, cercetătorii de la Universitatea Ben-Gurion din Negev din Israel și Laboratorul Național Brookhaven din New York au început să colaboreze la dezvoltarea reactoarelor de toriu, menite să fie autosustenabile, „adică unul care va produce și va consuma aproximativ același lucru cantități de combustibil ", ceea ce nu este posibil cu uraniul într-un reactor cu apă ușoară.

Japonia

În iunie 2012, compania japoneză Chubu Electric Power a scris că consideră toriul ca fiind „una dintre resursele energetice posibile viitoare”.

Norvegia

La sfârșitul anului 2012, Thor Energy, proprietate privată a Norvegiei, în colaborare cu guvernul și Westinghouse , a anunțat un proces de patru ani folosind toriu într-un reactor nuclear existent. "În 2013, Aker Solutions a achiziționat brevete de la fizicianul câștigător al Premiului Nobel Carlo Rubbia pentru proiectare a unei centrale nucleare de toriu pe bază de accelerator de protoni.

Regatul Unit

În Marea Britanie, o organizație care promovează sau examinează cercetarea asupra centralelor nucleare pe bază de toriu este Fundația Alvin Weinberg . Membrul Camerei Lorzilor, Bryony Worthington, promovează toriul, numindu-l „combustibilul uitat” care ar putea modifica planurile energetice ale Marii Britanii. Cu toate acestea, în 2010, Laboratorul Național Nuclear din Marea Britanie (NNL) a concluzionat că, pe termen scurt și mediu, „... ciclul combustibilului de toriu nu are în prezent un rol de jucat”, în sensul că este „imatur din punct de vedere tehnic și ar necesită o investiție financiară semnificativă și un risc fără beneficii clare "și a concluzionat că beneficiile au fost" supraevaluate ". Friends of the Earth UK consideră că cercetarea în acest domeniu este „utilă” ca opțiune de rezervă.

Statele Unite

În raportul său din ianuarie 2012 adresat secretarului pentru energie al Statelor Unite , Comisia pentru viitorul american al panglicii albastre notează că a fost propus și un „reactor cu sare topită care utilizează toriu”. În aceeași lună, a fost raportat că Departamentul de Energie al SUA „colaborează în liniște cu China” la proiectele de energie nucleară bazate pe toriu folosind un MSR .

Unii experți și politicieni doresc ca toriul să fie „pilonul viitorului nuclear american”. Senatorii Harry Reid și Orrin Hatch au susținut utilizarea a 250 de milioane de dolari în fonduri federale de cercetare pentru a reînvia cercetarea ORNL . În 2009, congresmanul Joe Sestak a încercat fără succes să obțină finanțare pentru cercetarea și dezvoltarea unui reactor de dimensiuni distrugătoare [reactor de dimensiuni care să alimenteze un distrugător] folosind combustibil lichid pe bază de toriu.

Alvin Radkowsky , proiectant-șef al celei de-a doua centrale electrice atomice la scară mondială din Shippingport, Pennsylvania , a fondat în 1997 un proiect comun SUA și rus pentru crearea unui reactor pe bază de toriu, considerat o „descoperire creativă”. În 1992, în timp ce era profesor rezident în Tel Aviv , Israel, a fondat compania americană, Thorium Power Ltd., lângă Washington, DC, pentru a construi reactoare de toriu.

Combustibilul principal al proiectului de cercetare HT 3 R propus în apropiere de Odessa, Texas , Statele Unite, va fi mărgele de toriu acoperite cu ceramică. Construcția reactorului nu a început încă. Estimările pentru finalizarea unui reactor au fost inițial stabilite la zece ani în 2006 (cu o dată operațională propusă pentru 2015).

Cu privire la potențialul de cercetare al energiei nucleare bazate pe toriu, Richard L. Garwin , câștigătorul Medalului prezidențial al libertății , și Georges Charpak recomandă studiul suplimentar al amplificatorului de energie în cartea lor Megawatts and Megatons (2001), pp. 153–63.

Deși nu este din punct de vedere tehnic un reactor cu sare topită, un alt exemplu mai recent [de reactor de toriu] este în prezent în curs de dezvoltare de către o companie numită TerraPower . Fondată de Bill Gates, TerraPower dezvoltă un reactor rapid răcit cu sodiu numit Natrium , care intenționează să construiască o uzină pilot în Wyoming și se bucură de sprijinul financiar al lui Bill Gates și Warren Buffett. energia din surse regenerabile prin aruncarea energiei într-un rezervor de căldură.

Surse mondiale de toriu

Articolul principal: Apariția torului
Informații suplimentare: Lista țărilor după resursele de toriu
Rezerve mondiale de toriu (2007)
Țară Tone %
Australia 489.000 18,7%
S.U.A. 400.000 15,3%
curcan 344.000 13,2%
India 319.000 12,2%
Brazilia 302.000 11,6%
Venezuela 300.000 11,5%
Norvegia 132.000 5,1%
Egipt 100.000 3,8%
Rusia 75.000 2,9%
Groenlanda (Danemarca) 54.000 2,1%
Canada 44.000 1,7%
Africa de Sud 18.000 0,7%
Alte țări 33.000 1,2%
Total mondial 2.610.000 100,0%

Toriu se găsește în principal cu mineralul fosfat de pământuri rare , monazitul , care conține până la aproximativ 12% fosfat de toriu, dar în medie 6-7%. Resursele mondiale de monaziți sunt estimate la aproximativ 12 milioane de tone, dintre care două treimi se află în zăcăminte de nisip mineral greu pe coastele de sud și de est ale Indiei. Există depozite substanțiale în alte câteva țări (a se vedea tabelul „Rezerve mondiale de toriu”) . Monazitul este o sursă bună de REE (elemente ale pământului rar), dar monaziții nu sunt în prezent economici pentru a produce, deoarece toriul radioactiv care este produs ca produs secundar ar trebui să fie depozitat la nesfârșit. Cu toate acestea, dacă centralele electrice pe bază de toriu ar fi adoptate pe scară largă, practic toate cerințele lumii de toriu ar putea fi furnizate pur și simplu prin rafinarea monaziților pentru REE-urile lor mai valoroase.

O altă estimare a rezervelor asigurate în mod rezonabil (RAR) și a rezervelor suplimentare estimate (EAR) de toriu provine din OECD / NEA, Energie nucleară, „Tendințe în ciclul combustibilului nuclear”, Paris, Franța (2001). (a se vedea tabelul „Estimările AIEA în tone”)

Estimările AIEA în tone (2005)
Țară RAR Th Pământ
India 519.000 21%
Australia 489.000 19%
S.U.A. 400.000 13%
curcan 344.000 11%
Venezuela 302.000 10%
Brazilia 302.000 10%
Norvegia 132.000 4%
Egipt 100.000 3%
Rusia 75.000 2%
Groenlanda 54.000 2%
Canada 44.000 2%
Africa de Sud 18.000 1%
Alte țări 33.000 2%
Total mondial 2.810.000 100%

Cifrele precedente sunt rezerve și, ca atare, se referă la cantitatea de toriu din depozitele cu concentrație ridicată inventariată până acum și estimată a fi extractibilă la prețurile de piață curente; milioane de ori mai mult total există în scoarța Pământului de 3 × 10 19 tone, în jur de 120 de miliarde de tone de toriu, iar cantități mai mici, dar mari de toriu există la concentrații intermediare. Rezervele dovedite sunt un bun indicator al aprovizionării totale viitoare a unei resurse minerale.

Tipuri de reactoare pe bază de toriu

Potrivit Asociației Nucleare Mondiale , există șapte tipuri de reactoare care pot fi proiectate pentru a utiliza toriu ca combustibil nuclear. Șase dintre acestea au intrat în serviciul operațional la un moment dat. Al șaptelea este încă conceptual, deși în prezent este în curs de dezvoltare de către multe țări:

Vezi si

Note

Referințe

linkuri externe