Uranui atsiranda rimtas konkurentas: naujos kartos reaktoriai gali pakeisti energetikos ateitį

Pasaulio elektros poreikis sparčiai auga, o dabartinės energijos gamybos sistemos sunkiai su tuo susidoroja. Iškastinis kuras didina klimato kaitą, o tradicinė branduolinė energetika daugelį gąsdina dėl avarijų ir ilgai pavojingų atliekų.

Vis dažniau minima alternatyva – toriumu kūrenami lydalo druskos reaktoriai. Tokias sistemas kuria ir Danijos bendrovė „Copenhagen Atomics“, siekianti branduolinę energetiką paversti moduline, saugesne ir gerokai efektyvesne.

Kaip veikia branduolinė energija?

Tradiciniuose reaktoriuose naudojamas uranas. Jo atomo branduolys suskaidomas laisvu neutronu, išsiskiria didelis kiekis šilumos ir nauji neutronai, kurie palaiko grandininę reakciją.

Šiluma naudojama vandeniui virinti, susidaręs garas suka turbinas ir generatorius, gaminančius elektrą. Tačiau suskaidyti urano atomai virsta radioaktyviais skilimo produktais, išspinduliuojančiais pavojingus gama spindulius dešimtis tūkstančių metų.

Dėl to būtina saugoti didžiulius kiekius panaudoto kuro, o tai brangu ir kelia visuomenės nerimą. Be to, tradiciniuose reaktoriuose panaudojama tik dalis energetiškai vertingo urano.

Toriumas ir lydalo druskos reaktoriai

Toriumas yra natūraliai radioaktyvus sunkusis metalas, kurio Žemės plutoje kelis kartus daugiau nei urano. Jis pats neskyla, tačiau gali būti paverstas itin efektyviu kuru – uranu 233.

Lydalo druskos reaktoriuose branduolinis kuras ištirpdomas karštoje druskų mišinio „upėje“, kurios temperatūra siekia apie 600 laipsnių Celsijaus. Skystas kuras cirkuliuoja per reaktoriaus „šerdį“ ir perduoda šilumą šilumokaičiams.

Toks sprendimas leidžia nuolat filtruoti skilimo produktus iš kuro, todėl gerokai padidėja panaudojimo efektyvumas ir sumažėja atliekų kiekis. „Copenhagen Atomics“ skaičiavimais, tokie reaktoriai galėtų sukurti iki 1 000 kartų mažiau ilgalaikių atliekų nei tradicinės jėgainės.

Saugumas ir pritaikymas

Skysto kuro reaktoriuose pagrindinis saugumo elementas – gravitacija. Avarijos atveju atidaromos išleidimo angos, o lydalo druska savaime nuteka į apsauginius rezervuarus ir grandininė reakcija sustoja.

Kitas privalumas – atliekos išlieka labai radioaktyvios tik kelis šimtus metų, o ne dešimtis tūkstančių, todėl realiau užtikrinti jų saugų saugojimą. Be to, teoriniu požiūriu toriumo ciklas mažiau tinkamas branduoliniam ginklui kurti.

„Copenhagen Atomics“ kuria konteinerio dydžio reaktorius, kuriuos būtų galima gaminti serijiniu būdu ir pristatyti vilkikais, traukiniais ar laivais. Keli tokie moduliai galėtų maitinti dideles pramonės gamyklas ar didžiulius duomenų centrus be šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijų.

Įmonė planuoja pirmuosius komercinius reaktorius pasiūlyti apie 2028 metus. Tuo pat metu panašius projektus vysto ir kitos šalys, tarp jų – Kinija, kuri toriumo technologiją laiko viena iš būdų patenkinti augantį energijos poreikį.

Jei šie planai pasiteisins, toriumu kūrenami lydalo druskos reaktoriai gali tapti svarbia pasaulinės energetikos dėlionės dalimi ir padėti derinti klimato tikslus su patikimu elektros tiekimu.