Valery Konstantinovich Larin, jeden z popredných svetových odborníkov na energiu tória, člen odbornej rady časopisu Rare Lands, doktor technických vied, bývalý generálny riaditeľ niekoľkých najväčších podnikov Sredmashu - o kódexe dôvery, nových príležitostiach v rozvoji Arktídy, o vývoji a svetlú budúcnosť jadrovej energie, ktorú si nemožno predstaviť bez použitia jedinečného prvku - tória. Čo je to tórium? Aké sú jeho výhody a nevýhody? Prečo je tórium už vybrané v iných krajinách? posledné výzvy pred veľkou šou, na ktorú možno nedostaneme pozvanie, ak nám dnes chýba šanca vytvoriť supertechnológiu tória pre nový technologický vek.
Tórium ako alternatíva k uránu
Tórium je v zemskej kôre niekoľkokrát hojnejšie ako prírodný urán. Thórium a jeden z izotopov v ňom prítomných, urán-232, môže byť dosť účinným zdrojom v jadrovej energii namiesto bežne používaného paliva založeného na 235. izotope uránu. Energia tória má množstvo kolosálnych výhod. Ktoré? Po prvé, bezpečnosť: v reaktore používanom ako batéria nie je žiadna nadmerná reaktivita. Je to záruka, že také hrozné katastrofy, ako je ostrov Three Mile Island v Amerike, ako napríklad Černobyľ, ako napríklad Fokushima, sa nikdy nebudú opakovať. Dokonca aj akademik Lev Feoktistov napísal, že akýkoľvek jadrový reaktor prevádzkovaný v dnešnej konfigurácii a technológii má šialenú nadbytočnú aktivitu. V skutočnosti je v jednom reaktore niekoľko desiatok alebo dokonca stoviek bômb,čo nás núti prijať veľmi vážne opatrenia na ochranu: pasce, špeciálne konštrukcie a tak ďalej, čo samozrejme výrazne zvyšuje náklady na výrobu a údržbu. Druhou výhodou energie tória je, že neexistujú žiadne problémy s likvidáciou odpadu. Sme nútení znovu načítať palivo v súčasných reaktoroch VVER každých jeden a pol roka. Jedná sa o 66 ton účinnej látky, ktorá sa musí naložiť raz. Okrem toho stupeň vyhorenia nie je taký vysoký, existuje veľa odpadu, ktorý je spojený s mnohými ťažkosťami. Mám na mysli druhotné zneškodnenie aktívnych prvkov, plutónium sa vyrába vo veľkých množstvách. Energia tória toto všetko nemá. Prečo? Tórium má oveľa dlhší polčas - v praxi desať rokov a viac. To zaisťuje efektívnejšie používanie, nižšie náklady na manipuláciu,zvýšenie ICUI a tak ďalej. Áno, je potrebné pripustiť, že v dôsledku rozdielneho polčasu tória sa tvoria ďalšie aktinidy, ktoré sú aktívnejšie, ale v súčasnosti je tento problém celkom riešiteľný. Existujú však aj veľké výhody. Súhlasíte, je tu rozdiel: jeden a pol roka a desať rokov?
Hlavným minerálom obsahujúcim tórium je monazit, ktorý obsahuje vzácne zeminy. Preto, keď hovoríme o tóriu ako o energii pre budúcu energiu, ako o ďalšej fáze vývoja jadrovej energie, samozrejme, budeme hovoriť o komplexnom spracovaní monazitových surovín a oddeľovaní vzácnych zemín - v dôsledku toho je použitie tória komerčne ekonomickejšie a atraktívnejšie. Existuje veľmi vážny potenciál pre rozvoj energetiky, hospodárstva a ťažobného priemyslu. Tórium v Rusku je vo forme monazitových pieskov. Táto technológia musí byť priemyselne vyvinutá, testovaná a predovšetkým nákladovo efektívna. V laboratóriu sa dá robiť všetko.
Problém s nálezmi tória je podobný problému s vyhľadávaním ložísk kovov vzácnych zemín - jeho schopnosť sústrediť sa je slabá a tórium sa veľmi zdráha zhromažďovať v akýchkoľvek významných ložiskách, čo je veľmi rozptýlený prvok zemskej kôry. Tórium je prítomné v malom množstve v žule, pôde a pôde. Tórium sa zvyčajne ťaží osobitne, získava sa ako vedľajší produkt pri ťažbe prvkov vzácnych zemín alebo uránu. V mnohých mineráloch, vrátane monazitu, tórium ľahko nahrádza atóm prvku vzácnych zemín, čo vysvetľuje afinitu tória k vzácnym zeminám.
Potrebujeme vyvinúť vlastnú výrobu
Propagačné video:
Naraz boli napísané Efimovi Pavlovičovi Slavskému a Igorovi Vasilyevičovi Kurchatovovi správy, že je potrebné prejsť na cyklus tória. Experimentálne sa vykonala energetická technika tória: reaktory fungovali v Mayaku av Nemecku. Zároveň však bolo potrebné vyvinúť vojenské smerovanie súvisiace s energiou, a preto práce na plutóniu a program tória boli zmrazené. Preto rozhodnutie nášho predsedu, že je potrebné začať pracovať týmto smerom, posilňovať a možno aj urýchliť, je veľmi správne a včasné. Dnes nám nikto nedá druhú šancu. Čína, India a škandinávske krajiny majú veľmi vážny program tória. Čoskoro všetci pôjdu tak ďaleko, že s nikým nebudeme doháňať. Čína zašla v rozvoji priemyslu vzácnych zemín s rudnou základňou tak ďaleko,že to dnes nebudeme vystrašiť Čínu. Mohli sme dohnať Čínu a boli sme povinní urobiť všetko, aby Čína od nás, aspoň jeden krok, dva boli držané v pozadí v jadrovom inžinierstve, v jadrových technológiách. Ale, bohužiaľ, tu ustupujeme. Čína túži vstúpiť na trh pomocou jadrových reaktorov s vlastnou technológiou. A môžem ubezpečiť, že vzhľadom na pozíciu, ktorú máme teraz, tento boj prehráme.
Už ponúkajú reaktory s nízkym výkonom a, bohužiaľ, na to, aby to pripustili, industrializujú plávajúce reaktorové elektrárne rýchlejšie ako my - naši ministerskí súdruhovia sa o tieto reaktory veľmi zaujímajú namiesto toho, aby rozvíjali svoju vlastnú výrobu. Musíme sa rozvíjať. Napríklad plynové reaktory, vysokoteplotné plynové reaktory sú v skutočnosti veľmi sľubným smerom. Z nejakého dôvodu to však robíme veľmi pomaly, nesmelo, inertne.
Bohužiaľ, počas deväťdesiatych rokov nám dominovala ideológia, podľa ktorej je ľahšie a lacnejšie kupovať vzácne zeminy, napríklad v Číne, ako vyrábať vlastný produkt.
Prognóza svetovej výroby jadrovej energie pomocou rôznych typov reaktorov:
Koľko stojí nové palivo
Producenti sú konzervatívci. A ich konzervativizmus je opodstatnený. Filozofia produkčného pracovníka je jasná: mám dobre fungujúcu produkciu, pracujem, som zodpovedný za plán, výrobu, za ľudí, ktorí pracujú. Akákoľvek inovácia mi prináša riziká. Riziká niečoho nového, ktoré sa musí otestovať a zároveň vždy môžu existovať nejaké poruchy, prekrývania atď. Potrebujem to? Radšej by som žil v pokoji. Preto konflikt týchto záujmov: vývoj, propagácia nového a pohľadu konzervatívneho výrobného pracovníka vždy existoval, bude a bude. Ďalšia vec je, že je potrebné ju inteligentne prekonať.
Dnes existujú palivá uránu: nitrid, keramika, palivo s pridaním vzácnych zemín. Veľmi veľký počet možností. A robí sa to bez akýchkoľvek nákladov, bez akýchkoľvek peňazí? Rozhodne nie. Na získanie nového paliva na báze tória je potrebné vyvinúť technológiu na výrobu týchto materiálov. A predtým, ako povieme, že energia tória je oveľa drahšia ako urán, musíme urobiť jednoduchú vec - porovnávaciu ekonomickú analýzu. Napríklad, ak sa tavenina fluoridu tória používa ako palivo pre reaktor, potom sa mi zdá, že nie je tak drahé získavať fluoridy tória. Ak dostaneme palivo vo forme sférických prvkov - to je druhá možnosť, keramika - tretia možnosť. Okrem toho tu hovoríme predovšetkým o surovinách, monazite,a otázka ceny sa určí s prihliadnutím na zložité použitie. To znamená, že extrakcia celého množstva vzácnych zemín, uránu a zirkónia z monazitu - to všetko vážne zníži náklady na výrobu paliva na báze tória.
Návrh prvého jadrového reaktora tória na svete, ktorý bol vyvinutý v výskumnom stredisku jadrovej energie v Bhabe v Bombaji v Indii s cieľom využiť palivové články tória na komerčnú výrobu energie.
Trochu o rýchlych reaktoroch. Nezáleží na tom, pomocou ktorej technológie, v akom reaktore, v ktorej konštrukčnej verzii sa používajú rýchle neutróny, na zapálenie prírodného materiálu - v jednom alebo inom množstve bude stále vznikať odpad. A odpad sa musí recyklovať. Ak hovoríme o čistote metodológie a koncepcií, ako taký neexistuje uzavretý cyklus a nemôže existovať. Ale pri možnosti energie tória bude menej aktívny odpad, ktorý je potrebné recyklovať.
Som presvedčený, že v každom prípade postupne prejdeme na energiu tória, najmä preto, že najnovšie štúdie a výpočty fyzikov Tomskovej polytechnickej univerzity, teoretický výpočet jadra, ukazujú, že evolučný prechod na energiu tória je možný vo vzťahu k zariadeniam na výrobu ľahkých vôd. To nie je okamžite revolúcia, ale postupný prenos aktívnej zóny existujúcich reaktorov na ľahkú vodu s čiastočnou výmenou aktívnej zóny z uránového paliva na tórium.
Výskumné centrum jadrovej energie Bhaba (India)
Pred zavesením známok, že je to zlé a dobré, musíte vážne riešiť skutočné podnikanie. Povedzme, že vyrobíme pár palivových tyčí a všetko spustíme na skúšobných stojanoch. Odstráňte všetky charakteristiky jadrovej fyziky. Je potrebné urobiť veľa výskumov, ktoré budú dlhodobé. Čím ďalej meškame s tvrdením, že je to ťažké a ťažké, tým viac zaostávame vo vývoji. Musíte urobiť všetko včas. V tom istom čase sa spoločnosť Sredmash zapojila do tohto procesu, dostala v našich podnikoch kovové tórium a tieto technológie boli k dispozícii. Je potrebné vyzdvihnúť staré skúsenosti, staré správy, všetky sú pravdepodobne zachované v archívoch a experti ich nájdu. Berúc do úvahy to, čo sa urobilo a nové príležitosti, je potrebné pokračovať v tejto veci.
Niektoré ložiská tória v Rusku:
- Tugan a Georgievskoe (oblasť Tomsk)
- Ordynskoe (Novosibirská oblasť)
- Lovozerskoe a Khibinskoe (Murmanská oblasť)
- Ulug-Tanzekskoe (Tyva)
- Kiyskoe (územie Krasnojarsk)
- Tarskoe (región Omsk)
- Tomtorskoe (Jakutsko)
Tórium pre Arktídu aj mimo nej
Existuje obrovská potreba sériových mobilných a stacionárnych elektrární s ultra nízkym a nízkym výkonom (od 1 do 20 MW), ktoré sa môžu použiť ako zdroje energie a tepla pri rozvoji severných území, pri rozvoji nových polí v tejto oblasti, ako aj pri poskytovaní elektriny vzdialeným vojenským posádkam. a veľké námorné základne v severných a tichomorských flotilách. Tieto zariadenia by mali mať čo najdlhšiu prevádzkovú dobu bez doplňovania jadrového paliva, počas ich prevádzky by sa nemalo hromadiť plutónium, malo by sa dať ľahko udržiavať. Nemôžu fungovať v cykle urán-plutónium, pretože sa počas jeho používania hromadí. V tomto prípade je sľubnou alternatívou k uránu použitie tória.
Energetický problém v Arktíde je problémom číslo jedna. A to sa musí robiť úplne jasne. Práve teraz v Zhodine urobili naši milí bieloruskí priatelia najväčší BelAZ na svete s nosnosťou 450 ton. Aby tento „BelAZ“fungoval normálne, všetky jeho dvojkolesia sú poháňané osobitne, každé koleso má samostatný motor. Ale aby sa získala elektrina, existujú dva obrovské dieselové motory, ktoré poháňajú elektrické generátory, ktoré distribuujú všetko do týchto elektrických motorov. Vytvorme malý tóriový reaktor a nemusí sa inštalovať priamo na tento BelAZ. Môžete urobiť rôzne možnosti. Napríklad by bolo veľmi efektívne používať na výrobu vodíka reaktory s nízkym príkonom tória. A preneste všetky motory na vodík. V tomto ohľade teoreticky získavame vynikajúci obraz,pretože spaľovaním vodíka dostávame vodu. Absolútne „zelená“energia, o ktorej všetci snívajú. Alebo vyrobíme jadrové elektrárne na báze nízkoenergetických reaktorov. S ďalším rozvojom a prieskumom arktických mobilných miestnych reaktorov budú mať nízkoenergetické reaktorové elektrárne podľa môjho názoru šialený vplyv na národné hospodárstvo. Len blázon. Mali by byť presne mobilné, miestne, mobilné. A myslím si, že nie je také ťažké vyrobiť reaktory s nízkym výkonom na tóriu s preťažením v Arktíde najmenej desať rokov. Áno, je možné vyrobiť reaktory s nízkym výkonom pomocou existujúcich technológií: vezmime reaktory, ktoré máme v námorníctve, na ponorkách a na jadrové lode. Poďme ich obliecť. Začnime využívať. To všetko sa dá urobiť. Problémy s prevádzkou a vyraďovaním z prevádzky,nakladanie, vykladanie a odstraňovanie v drsných podmienkach severných zemepisných šírok značne skomplikuje použitie tohto typu inštalácie.
Ďalší dobrý príklad. V obrovských yakutských lomoch v Alrosa, v banských subdivíziách Lebedinsky GOK, používame na ťažbu železnej rudy ťažké vozidlá BelAZ alebo Caterpillar a existuje veľký problém s vypúšťaním lomov z emisií výfukových plynov a po rozsiahlych výbuchoch na roztrhnutie rudy. Čo sa uplatňuje? Až po motory vrtuľníkov lietadiel, ale tiež jazdia na fosílne palivo, petrolej atď., Potom dochádza k sekundárnemu znečisteniu lomu. Pri prepínaní na vozidlá s reaktormi na báze tória nie je potrebné prevzdušňovanie otvorených jám, nie sú potrebné zariadenia na skladovanie paliva a mazív atď.
Je to pre mňa šok, keď Rusko, právny nástupca Sovietskeho zväzu, nie je schopné poskytnúť svojmu jadrovému priemyslu prírodnú zložku, uránové suroviny. Nerozumiem tomu, ale bol som vychovaný v starej škole a nepracoval som nikde okrem Sredmashu. Nie je to žiadny žart, pred časom, súdiac podľa oficiálnych zdrojov Rosatomu, sme boli nútení kupovať suroviny v Austrálii.
Ruské podniky tvrdia, že sú nerentabilné, ale v tomto prípade, prečo sú podobné podniky na Ukrajine, v ktorých sú ziskové aj podzemné ťažby a obsah kovov v rudách podobné tým našim? Pravdepodobne nastala potreba, štát musí mať štátne rezervy strategických materiálov pre rozvoj jadrovej energie, ako aj pre priemysel všeobecne. Berúc do úvahy také triky, ktoré sa odohrávajú (sankcie atď.), Môžeme sa kedykoľvek dostať do veľmi, veľmi nepríjemného a závislého postavenia.
Pokiaľ ide o zásadné záležitosti, o bezpečnosť štátu, nielen z hľadiska obranných kapacít, je štátna bezpečnosť priestranným a obrovským konceptom a nejde iba o zbrane. Patria sem potraviny a ďalšie strategické veci.
Plávajúce jadrové elektrárne - jeden z najsľubnejších projektov rozvoja Arktídy - mohli by byť vybavené tóriovými reaktormi, malými a „dlhoročnými“.
Kde je ústredie analytikov a odborníkov?
Zdá sa mi, že pod akýmkoľvek ministerstvom by malo byť akési sídlo analytikov, poradcov, sivých kardinálov, ak chcete, zavolajte im, čo sa vám páči, ktorí by mali analyzovať obrovské množstvo informácií a oddeliť pšenicu od plev, čím by sa určila stratégia rozvoja. Bohužiaľ, najmä dnes, sa rozhodnutia často prijímajú bez riadnej analýzy. Vedúce postavenie v tomto odvetví by sa malo venovať analytickému a strategickému plánovaniu a malo by byť jasné, akým smerom sa bude priemysel ďalej rozvíjať. A to by malo byť založené na správnej analýze.
Zlou správou je, že sme naozaj zabudli na pojem „kritické kovy“, na to, čo je potrebné pre rozvoj jadrového priemyslu, pre jeho nepretržitú prevádzku. Podľa môjho chápania sú veľmi potrebné yttrium, berýlium, lítium, stredne ťažká skupina - sú to neodým, praseodym, dysprosium. Tieto prvky sú skutočne potrebné na nasledujúcich 5 - 10 - 15 rokov. Áno, rozhodli sme sa, že tieto prvky potrebujeme. Položím jednoduchú otázku: páni šéfovia, páni technológovia, tieto prvky sme dostali. Čo s nimi budeme robiť? Máme sekundárne odvetvie pripravené vyrábať výrobky z týchto prvkov? Kto bude robiť, ak tieto podniky existujú? Najprv nám môžu povedať, že áno, vyrobili sme prototypy. Otázka je iná. Urobili ste niečo, čo je konkurencieschopné? Tento produkt je ruský a bude to produkt, ktorý má lepšie vlastnosti ako nemecký,atď? Je to ako televízor. Pre vás ako spotrebiteľa dáme ruský a japonský televízor. Určite si kúpite japončinu. To je otázka - je priemysel pripravený používať vzácne zeminy správne a správnym smerom. Sme pripravení z nich vyrobiť konkurencieschopný produkt alebo sme vyrobili vzácne zeminy na predaj na trhu? Čína s našimi vzácnymi zeminami nás na trh nedostane. Toto je komplex problémov, ktoré musíme vyriešiť komplexným spôsobom, ale vyhlasujeme iba.predávať na trhu? Čína s našimi vzácnymi zeminami nás na trh nedostane. Toto je komplex problémov, ktoré musíme vyriešiť komplexným spôsobom, ale vyhlasujeme iba.predávať na trhu? Čína s našimi vzácnymi zeminami nás na trh nedostane. Toto je komplex problémov, ktoré musíme vyriešiť komplexným spôsobom, ale vyhlasujeme iba.
Ale oveľa horšie je starnutie personálu, potenciál na ministerstve, v štátnej spoločnosti. A to je, bohužiaľ, osobitne zrejmé v oblasti surovín. A divízia surovín je chrbtovou kosťou. Ak nemáte suroviny, potom už nebudete mať čo robiť. Železo sa dá stavať, ale ako sa dá železo kŕmiť? Nehovoríme nadarmo, že musíme premýšľať a zvažovať rozmanitosť zdrojov surovín vrátane tória. Spolu s tým by sme nemali zabúdať na urán, nemali by sme zabúdať ani na akumulované zásoby (prírodná zložka 238 v rôznych formách). To všetko sa musí používať v úzko zameranom, kompetentnom, normálnom uzemnenom segmente v rôznych verziách. Nemôžete poslať absolventa Harvardu do bane ani právnika do hutníckej dielne. Nepôjdu tam. Kto teraz školí takýchto špecialistov? V Urale bolo celé odvetvie,priamo súvisí s Minsredmashom, je chemické inžinierstvo. Najvýkonnejšie závody chemického inžinierstva v Uralu.
Je to paradoxné - dnes žiadna univerzita v Rusku neškolí odborníkov v oblasti chemického inžinierstva. A ako budú zariadenia navrhnuté všeobecne bez špecialistov? Starí ľudia odídu. Teraz priveďte vzorku do VNIIHT, nie je nikto, kto by ju orezal. Ak sa mýlim, napíšte, že Valery Konstantinovich sa mýli. Bude to správne a správne. Tu vás informujeme, že taká a taká univerzita sa pripravuje. Budem rád, že som sa pomýlil, úprimne rád. Hovorím to z osobnej skúsenosti. Nedávno som bol v Urali a stretol som sa s ľuďmi, ktorí pracujú v tomto odvetví. Toto sú ich slová. Povedali mi: „Za päť rokov môžete zabudnúť, že v Rusku existovalo také odvetvie ako chemické inžinierstvo.“Sú to ľudia, ktorí majú skúsenosti s navrhovaním a výrobou zariadení pre chemické inžinierstvo: špeciálne sušičky, špeciálne pece, jednotky rozkladu,pre chemický rozklad. Toto je špeciálna oblasť technológie, ktorá zahŕňa prácu s kyselinami v tlakových nádobách za tepelných podmienok.
Prečo potrebujete režiséra?
Bol som generálnym riaditeľom troch najväčších podnikov v Sredmashi. Som na to hrdý a viem, ako sa budoval vzťah medzi mnou, ako riaditeľom podniku, vedúcim ústrednej rady a ministrom. Rozhodol som sa v rámci financovania a kompetencií, ktoré som mal. A ja som za to bol zodpovedný. Rozhodli sme sa, vykonali sme testy. Odôvodnený? Áno. Ale urobili sme to. Potom sme na základe toho všetkého odôvodnili a dokázali potrebu takýchto rozhodnutí. Musíme to urobiť, musíme ich implementovať, je to v logike rozvoja priemyslu, je to potrebné, atď. Teraz všetci čakajú na tím z Moskvy, čo by sme mali robiť?
Akýkoľvek systém vzťahov, akýkoľvek systém v priemysle, v národnom hospodárstve a kdekoľvek - je to systém dôvery. Ak dáte riaditeľa, potom a) to znamená, že mu dôverujete, b) ak mu dôverujete, poskytnete mu určitý rámec pre voľné plávanie. Ale riaditeľ, veliteľ, ktorý je zodpovedný za výrobu, za ľudí, za bezpečnosť, za splnenie plánu, za milión všetkých funkcií, nemôže z Moskvy neustále volať a odtiahnuť: „Nerob to, nepozeraj sa sem, nechoď tam“. Ak sa niečo stane vo výrobe, bude za to zodpovedný režisér, nie ten, kto ho vytiahne z Moskvy. Prepáčte, riaditeľ podniku teraz nemôže kúpiť mydlo. Všetko prechádza Moskvou, prostredníctvom verejných súťaží. Ale ak áno, prečo potrebujete režiséra? Odstráňte ho a povedzte z Moskvy, čo je potrebné urobiť.
Indonézska národná agentúra pre atómovú energiu (BATAN) plánuje vybudovať experimentálny reaktor (RDE) na testovanie pomocou tóriového paliva.
Je to otázka času
Vedci, ktorí sa vážne zaoberajú rýchlymi reaktormi, sú úplne jasné, že skutočný začiatok je naplánovaný na rok 2030. Predtým nikto nič neplánuje. Veľa problémov. Roztavené olovo je žieravá kvapalina. Tok olova v chladiacich rúrkach je otázkou: čo sa deje na rozhraní, aké sú vlastnosti hraničných vrstiev, ako sa mení prestup hmoty a prenos tepla, otázky, otázky, otázky. Faktom je, že hraničné vrstvy majú úplne odlišné fyzikálno-chemické vlastnosti, existujú úplne odlišné koeficienty prenosu hmoty, prenosu tepla, atď. Olovo musí mať určitú kvalitu s požadovaným obsahom kyslíka. Existuje veľa otázok. Existujú odpovede na tieto otázky? Neviem. Potrebujeme čísla, výpočty.
Pokiaľ ide o tórium, všetko záleží na tom, ako ho usporiadame, ako to všetko konštruktívne usporiadame, aký druh logistiky a kto bude projekt riadiť. Ak to dokážeme kompetentne, vyberieme špecialistov, ktorí sú nadšení myšlienkou energie tória, pridelíme financovanie, špeciálny výskumný reaktor iba na tieto účely, s výrobou paliva, myslím si, že praktický výsledok dosiahneme v pomerne krátkom čase, ako tomu bolo v prípade štyridsiatych a päťdesiatych rokov … Laboratóriá už vykonali významnú časť práce v oblasti fyziky jadra, spracovania monazitu so selektívnym uvoľňovaním tória a výroby vzácnych zemín. Všetko, čo sa už urobilo, sa musí zhromaždiť, analyzovať a spojiť v rámci pracovnej skupiny pre rozvoj energie tória. A práca.