Пост за гости - торий 1x1 - Блог на KatPol
Следващата дисертация е за един от нашите читатели, Таналете ни предостави в отговор на въпроси и предложения, получени в коментарите относно ториевите реактори. Редакцията иска да Ви благодари отново за усилията!
Поради повишените рискове за безопасността и двойното използване на горива, ядрената енергия има специално място както в енергетиката, така и в политиката за сигурност, тъй като трябва да бъдат изпълнени редица понякога противоречащи си условия, за да се използва за граждански цели, като същевременно се намалява до минимум рискът от разпространение. От техническа гледна точка това в момента се постига чрез използването на правилната технология и гориво.
Напоследък торият се споменава все по-често като гориво, което намалява рисковете от разпространение и има много полезни свойства, така че си струва да разгледате малко за какво става въпрос. Преди да детайлизирам обаче свойствата на тория, както и неговите предимства и недостатъци, бих искал да кажа няколко думи за горивата като цяло.
Уран и плутоний
Силно делящият се уран 235 изотоп, необходим за експлоатацията на реакторите, представлява само 0,71% от естествения уран, а останалите 99,29% изотоп 238 с ниска степен на деление. Степента, до която количеството 235U трябва да се увеличи, за да работи даден реактор, т.е. обогатената верижна реакция, при която се осъществява самоподдържащата се верижна реакция, зависи от технологията на конкретния реактор и използвания модератор. Така например, в случай на тежка вода (D2O) или графитни модератори, верижната реакция протича дори при използване на естествено ураново гориво, с 3% обогатяване е подходящ модераторът на лека вода (H2O) и с 40% обогатяване не е необходим модератор. Уранът за военна употреба обикновено трябва да бъде над 90% обогатяване, но по-ниските нива са достатъчни за мръсни бомби.
В допълнение към урана трябва да се спомене и плутоний, който е друг класически материал, необходим за направата на атомната бомба, като нейното образуване е естествена последица от процесите, протичащи в реактора. Част от урановото гориво във всеки реактор произвежда различни плутониеви изотопи чрез улавяне на неутрони и β-разпад, първо с добро делене 239Pu и след това 240Pu чрез по-нататъшно улавяне на неутрони, което обаче вече не е подходящо за производство на ядрено оръжие. Когато прясното гориво изгори, първоначално делът на делящите се изотопи във всички плутониеви изотопи е по-висок, но по-късно става по-голямата част от неразграждащите се. Ето защо, ако трябва да се извлече плутоний с оръжеен клас от реактора, горивото се сменя често, защото въпреки че количеството 239Pu, което може да бъде извлечено по това време, е още по-малко, относително високата чистота.
Торий
Торият не е новост като потенциално реакторно гориво, тъй като е относително сложна и скъпа технология, през последните години Индия беше изключена от международния ядрен пазар поради отсъствието си от ДНЯО и индуската атомна бомба и има една от най-големият резерв от торий в света е почти единственият, който е положил сериозни усилия за изследване на ториеви атомни електроцентрали. Тази ситуация обаче може да се промени през следващите години, тъй като през 2009 г. AECL също сключи споразумения с три китайски компании за разработване на ториеви електроцентрали, а тази година Areva също се съгласи с американската корпорация Lightbridge да оцени EPR, задвижван от торий на Areva. Това, което надхвърля важността на тези конвенции, е използването на торий в бъдещите ядрени енергийни системи от четвърто поколение.