19.08.2016, 15:37:31
Войти Зарегистрироваться
Авторизация на сайте

Ваш логин:

Ваш пароль:

Забыли пароль?

Навигация
Новости
Поход в Холодный Яр

Если вы ищете, чем заняться в выходные, любите походы и природу Украины, то вероятно вам понравится поход. Поход в Холодный Яр, если точнее. Холодный

Увлекательный тур пешком по Карпатам

Украина самая большая страна Европы с неплохой инфраструктурой и разнообразием ландшафта. Здесь действительно есть, что посмотреть, от памятников славянской старины до изумительных природных красот.

Бизнес план кредитного потребительского
Финансовый рынок нашей страны довольно развит, что в общем-то характерно для государств всего мира с развитыми или развивающимися экономики. Но потребности в финансовых услугах все равно, в значительной

Архив новостей
Реклама
Календарь событий
Right Left

Торієві ядерні реактори

Нещодавно Китай офіційно оголосив про запуск програми з розвитку атомної енергетики на базі торієвих ядерних реакторів. Якщо програма буде успішною, КНР зможе використовувати атомні електростанції в якості основного постачальника енергії, витягуючи її з найбільш чистого і безпечного виду палива. Чим же так привабливі ці торієві реактори? Нещодавно Китай офіційно оголосив про запуск програми з розвитку атомної енергетики на базі торієвих ядерних реакторів

Фото: AP

Насувається енергетична криза не тільки посіяв паніку серед мас, а й стимулював дослідження в галузі енергетики. Поки одні вчені замислюються над спорудженням електростанцій, що працюють на альтернативних джерелах енергії, інші пропонують шляхи удосконалення традиційних способів видобутку енергії.

Так, наприклад, Китай офіційно оголосив про запуск програми з розвитку атомної енергетики на базі торієвих ядерних реакторів. Якщо програма буде успішно розвиватися, Китай зможе використовувати АЕС в якості основного постачальника енергії, витягуючи її з найбільш чистого і безпечного виду палива.

Хоча, якщо чесно, винайшли цей чудо-реактор зовсім не жителі Піднебесної. Його творцем є знаменитий італійський фізик Карло Руббіа, якого також називають "батьком" Великого адронного коллайдера. Саме він в 80-х роках минулого століття розробив метод, що дозволяє зареєструвати перш невловимі W-бозони і Z-бозони (докладніше про це читайте в статті " Вченим вдалося помацати частку бога "). За свої відкриття великий вчений був удостоєний Нобелівської премії з фізики в 1984 році.

Що ж принципово нового в реакторі Руббіа, який ще називають "ядерним помножувачем"? Перш за все те, що в якості сировини в ньому використовується не небезпечний уран, а інший елемент - торій. Відомо, що його запасів на планеті в три-п'ять разів більше, ніж таких урану. Більш того, практично весь видобутий торій може використовуватися в якості палива (для порівняння - тільки 0,7% урану, добутого з уранової руди, може стати ядерним паливом). Простіше кажучи, в енергетичному вираженні одна тонна видобутого торію еквівалентна 200 тоннам уранової руди або 3,5 мільйона тонн вугілля. Так що, як бачите, торій дешевший, і використовувати його більш економічно.

Так що, як бачите, торій дешевший, і використовувати його більш економічно

Фото: AP

Проте, відомо, що сам по собі торій не здатний обмінюватися тепловими нейтронами і, відповідно, виступати в якості пального для електростанції. Тому це швидше паливна сировина, яке захоплює ядерні частинки і нейтрони і потім перетворюється на аналог уранового палива, який може реагувати на процес розподілу і виробляти енергію. Точніше кажучи, класична схема роботи відбувається так: спочатку в торієвий реактор завантажують ізотоп 233U (який ділиться при взаємодії як з швидкими, так і з повільними нейтронами), отриманий в іншому реакторі. В результаті захоплення ядром ізотопу 232Th нейтрона, що утворюється при розподілі 233U, це ядро ​​після двох послідовних b-розпадів перетворюється в ядро ​​233U, тобто виходить вторинне ядерне паливо. Його, до речі, теж можна використовувати.

Читайте також: Радіоактивні відходи перетворять в халцедон

Для модифікації реактора, Карло Руббіа пропонував скористатися прискорювачем протонів з енергією пучка від 800 МеВ до 1 ГеВ для обстрілу паливного елемента з торію і застосовувати свинець в якості теплоносія. Високоенергетичні пучки частинок використовуються для стимуляції реакції, яка виробляє енергію, достатню для живлення прискорювача частинок і відправки в енергомережу. Цю схему називають субкритичного реактором з прискорювальної системою.

Але все-таки, як же в цій схемі виходить енергія, необхідна для вироблення електрики? Згідно з розрахунками Руббіа, потік протонів, що вирвався з прискорювача, буде розщеплювати ядра торію і ініціювати процес ділення. До речі, чудова особливість торію, така як відсутність самопідтримки поділу, робить дану АЕС абсолютно безпечною, оскільки, як ми бачили, реакція з виділенням тепла йде тільки завдяки бомбардуванню торія протонами. Отже, виключення протонного прискорювача призводить до миттєвої зупинки роботи реактора.

Також перевагами торієвих АЕС є тривалий цикл роботи паливного елемента, що знижує витоку матеріалу, висока безпека і відсутність необхідності збагачення палива. Крім того, розміщення реактора під землею має серйозні плюси в плані забезпечення безпеки, адже в такомувипадку будь-яка аварія не призведе до серйозних наслідків для навколишнього середовища.

Цікаво ще й те, що викид інертних газів з торієвого реактора всього в 0,006 разів більше, ніж зі звичайних реакторів. Крім того, він може бути використаний як "піч" для спалювання небезпечних актинидов (уран, плутоній, америцій, кюрій і т. Д.), Що дозволяє уникнути небезпечного і дорогий процес утилізації ядерних відходів. Так що, як бачите, шкоди від таких АЕС практично немає, а є лише одна користь.

Цікаво, чому ж подібні проекти не здійснювалися раніше? Насправді, розробка торієвого реактора почалася ще на початку минулого століття. Першими з торієм стали експериментувати вчені гітлерівської Німеччини. Після закінчення Другої світової війни ці розробки потрапили в руки союзників, які, однак, не скористалися ними відразу.

Фото: AP

Справа в тому, що в той час в світі з'явилася нова зброя - ядерна бомба, "сировиною" для якої є так званий збройовий плутоній, що виходить як кінцевий продукт реакції в звичайних, уранових реакторах. А ось в торієвому реакторі цей небезпечний елемент не утворюється. Не дивно, що в той час, коли світ перебував в стані холодної війни, торієві реактори були невигідні - як же тоді отримувати "цінний" плутоній для ядерної зброї?

Однак зараз про ториевой атомній енергетиці знову заговорили. В даний час активну розробку торієвих реакторів веде Індія, яка володіє 32 відсотками світових запасів торію (290 тисяч тонн) У цій країні, до речі, вже є торієва АЕС. Від лідера не відстають і Австралія (ця країна має найбільші запаси торію в світі - 300 тисяч тонн), і США, чиї запаси торію становлять 160 тисяч тонн. Також дуже активно ведеться розробка нових типів реакторів в Норвегії (в якій торію взагалі немає), причому вчені з цієї країни стверджують, що перша норвезька торієва АЕС почне свою роботу в 2017 році.

Однак, судячи з матеріалів, опублікованих в газеті "Вень Хуей Бао", Китай зможе перегнати ці країни і виграти "торієвого гонку". Відповідно до довгострокового плану розвитку ядерної енергетики країни, перші торієві АЕС можуть з'явитися там вже через три-чотири роки. Надалі там будуть побудовані десятки нових реакторів, і до 2020 року сумарна потужність АЕС Піднебесної досягне 40 ГВт, а до 2050 року вона може бути збільшена до 260 ГВт і вище. Це означає, що в найближчі 40 років в Китаї виробництво ядерної енергії буде збільшено в 20 разів у порівнянні з теперішнім часом. Таким чином, КНР зможе відмовитися від використання в енергетиці вугілля, одним з найбільших споживачів якого вона зараз є.

Крім того, на недавній щорічній конференції Китайської академії наук зазначалося, що оскільки світ все ще перебуває в стадії розробки нового покоління ядерних реакторів, досліджень торію і реакторів на розплавах солей, Китай може отримати всі права на інтелектуальну власність. Отже, інші держави потраплять в технологічну залежність від нього.

Тут, правда, є одна "формальність", однак, судячи з усього, китайці зможуть досить легко її обійти. Справа в тому, що у російських вчених є базовий міжнародний патент, що захищає права Росії на пріоритет в розробці технологій торієвих реакторів в 23 європейських країнах. Ця патентна заявка звучить так: "Спосіб управління торієвим реактором і тепловиділяючих збірок для його здійснення" (заявка №РСТ / RU01 / 00251 з пріоритетом від 26.06.01).

Читайте також: Вчених з Сибіру звуть в китайське "Сколково"

Ну, а раз подібний документ є, то всіх прав на інтелектуальну власність в цій області Китаю начебто отримати неможливо. Все це так, проте є одне "але". Воно полягає в тому, що цей базовий патент втрачає свою юридичну силу в 2013 році. Зауважте, саме в цей час Китай збирається запустити першу торієвого АЕС. Після чого, мабуть, вчені Піднебесної легко зможуть запатентувати це технічне диво, причому ніяких юридичних перешкод у них в цьому не буде.

На жаль, в нашій країні поки розробка торієвих реакторів практично не ведеться. Хоча, можливо, в найближчому майбутньому, якщо цей проект візьме під свою опіку "Сколково", справа може зрушитися з мертвої точки ...

Читайте найцікавіше в рубриці "Наука і техніка"

Чим же так привабливі ці торієві реактори?
Що ж принципово нового в реакторі Руббіа, який ще називають "ядерним помножувачем"?
Але все-таки, як же в цій схемі виходить енергія, необхідна для вироблення електрики?
Цікаво, чому ж подібні проекти не здійснювалися раніше?
Не дивно, що в той час, коли світ перебував в стані холодної війни, торієві реактори були невигідні - як же тоді отримувати "цінний" плутоній для ядерної зброї?