Medijske objave v zadnjih dneh oznanjajo, da je kitajskim znanstvenikom in inženirjem uspel pomemben preboj pri razvoju in komercialni uporabi novega tipa jedrskih elektrarn. Gre za torijev reaktor s staljeno soljo (Thorium Molten Salt Reactor, T-MSR), ki je vrsta naprednega jedrskega reaktorja četrte generacije in ki uporablja torij (Th-232) kot gorivo in staljeno sol kot hladilno sredstvo in hkrati kot nosilec goriva. Gre za koncept, ki se bistveno razlikuje od današnjih jedrskih reaktorjev na uran, saj omogoča večjo varnost, manj radioaktivnih odpadkov in učinkovitejšo rabo goriva.
V T-MSR-ju je gorivo (torij ali uran-233, ki nastane iz torija) raztopljeno v staljeni soli – običajno fluoridni zmesi, kot je LiF-BeF₂ (t. i. FLiBe). Ta zmes hkrati:
- deluje kot hladilno sredstvo, ki odvaja toploto iz reaktorske sredice,
- in kot nosilec goriva, kar pomeni, da ni potrebna klasična trdna gorivna palica.
Ko se torij v reaktorju obseva z nevtroni, se pretvori v uran-233, ki je fisijski material in sprošča energijo.
Ključne značilnosti in prednosti
- Večja varnost:
- Reaktor deluje pri atmosferskem tlaku (brez visokotlačnih parnih sistemov).
- V primeru pregrevanja se staljena sol razširi in avtomatsko ustavi verižno reakcijo (negativen temperaturni koeficient reaktivnosti).
- Ima t. i. freeze plug – čep iz strjene soli, ki se ob pregrevanju stopi in omogoči, da se gorivo samodejno izprazni v varno rezervoar, kjer se reakcija ustavi.
- Učinkovitejša uporaba goriva:
- Torija je približno 3–4× več kot urana v zemeljski skorji.
- Uporablja se skoraj v celoti (visoka izraba goriva), medtem ko današnji uranski reaktorji izrabijo manj kot 1 % goriva.
- Manj odpadkov in manjša proliferacijska nevarnost:
- Odpadki imajo krajšo razpolovno dobo in se razgradijo v nekaj stoletjih (namesto tisočletij).
- Uran-233, ki nastane, je kontaminiran z U-232, kar otežuje uporabo za orožje.
- Visoka termična učinkovitost:
- Delovne temperature so med 600 °C in 800 °C, kar omogoča večjo učinkovitost pretvorbe toplote v električno energijo.
Trenutno stanje razvoja
Koncept Molten Salt Reactor (MSR) izhaja iz projektov Oak Ridge National Laboratory (ZDA) v 60. letih (MSRE – Molten Salt Reactor Experiment). (glejte sosednji članek)
Današnji T-MSR-ji so v razvoju v več državah
Na Kitajskem poteka razvoj projekta TMSR-LF1 (Shanghai Institute of Applied Physics in partnerji), ki je v fazi eksperimentiranja in gradnje poskusnih naprav; poročila in objave iz družbenih omrežij navajajo montažo glavnih komponent, testiranja odpornosti materialov in prve postopke začasnih preizkusov.
Po eni od objav na X (glejte spodaj) naj bi kitajski T-MSR v Wuwei (puščavsko mesto) dosegel postopek konverzije goriva — to je proces vzreje novega fisilnega goriva (uran-233) iz plodnega materiala, v tem primeru torija-232.
To je pomembna tehnična prelomnica, če je potrjena z neodvisnimi tehničnimi poročili, saj pomeni, da je eksperimentalni obrat dosegel vsebinski korak k zaprtemu ciklu vzreje in uporabe U-233 v stalnosolnem pogonu. Hkrati je treba poudariti, da objave na družbenih omrežjih niso enakovredne javnim, strokovnim poročilom in zahtevajo uradno potrditev.
Ločena objava navaja tudi kitajsko predstavitev prvega tovorne ladje, ki jo poganja torijev MSR — po navedbah nekaterih virov naj bi šlo za tovorno plovilo z zmogljivostjo okoli 14.000 kontejnerjev, kar naj bi poročal South China Morning Post. Če je točno, bi bila to tehnološko in politično zelo odmevna novica; vendar takšne trditve po naravi zahtevajo izredno skrbno verifikacijo (avtentičnost poročila, podrobnosti o reaktorskem sistemu, varnostne certifikate, pomorsko/energetske licence ipd.).
Kljub navedenim objavam ostajajo večji komercialni T-MSR projekti globalno še vedno v fazi koncepta, pilotnih naprav ali zgodnjih demonstracij; komercialna razširjenost in množična uporaba še nista doseženi. Razvoj ostaja osredotočen na reševanje tehničnih izzivov: korozija materialov v staljeni soli, kemična obdelava goriva in pridobivanje regulatornih dovoljenj za povsem nove arhitekture jedrskih objektov.
Spodaj sta dve objavi o preboju te tehnologije glede vzreje urana in glede komercialne uporabe te tehnologije. Kljub morebitnemu medijskemu spinu je ta zgodba izjemnega pomena že zaradi spodbujanja konkurence pri razvoju te tehnologije in njeni kasnejši komercializaciji.
DAMIJAN blog 