Valery Konstantinovich Larin, jedan od vodećih svjetskih stručnjaka za energiju torija, član stručnog vijeća časopisa Rare Lands, doktor tehničkih znanosti, bivši generalni direktor nekoliko najvećih poduzeća Sredmaša, o kodeksu povjerenja, novim mogućnostima u razvoju Arktika, evoluciji i svijetlu budućnost nuklearne energije, koju nije moguće zamisliti bez korištenja jedinstvenog elementa - torija. Što je torij? Koje su njegove prednosti i nedostaci? Zašto je torij već odabran u drugim zemljama? završni pozivi prije velike emisije, na koju možda ne dobijemo pozivnicu ako danas propustimo svoju priliku da stvorimo supertehnologiju torija za novo tehnološko doba.
Torij kao alternativa uranijumu
Torij je nekoliko puta obilniji u zemljinoj kori od prirodnog urana. Torij i jedan od izotopa prisutnih u njemu, uranij-232, mogu biti prilično učinkovit izvor nuklearne energije umjesto široko korištenog goriva zasnovanog na 235. izotopu urana. Energija torija ima brojne kolosalne prednosti. Koji? Prvo, sigurnost: ne postoji višak reaktivnosti u reaktoru koji koristi torij kao bateriju. Ovo je jamstvo da se tako grozne katastrofe kao što je Otok tri milje u Americi, poput Černobila, poput Fokushime, nikada neće ponoviti. Čak je i akademik Lev Feoktistov napisao da svaki nuklearni reaktor koji djeluje u današnjoj konfiguraciji i tehnologiji ima ludo višak aktivnosti. U stvari, u jednom reaktoru nalazi se nekoliko desetaka ili čak stotina bombi,što nas prisiljava na poduzimanje vrlo ozbiljnih mjera zaštite: zamki, posebnih dizajna i tako dalje, što, naravno, uvelike povećava troškove proizvodnje i održavanja. Druga prednost energije torija je što nema problema s odlaganjem otpada. Prisiljeni smo puniti gorivo u trenutne VVER reaktore svake godine i pol. Ovo je 66 tona aktivne tvari koja se mora jednom natovariti. Štoviše, stupanj izgaranja nije toliko visok, puno je otpada, što je prepuno niza poteškoća. Mislim na sekundarno zbrinjavanje aktivnih elemenata, plutonij se proizvodi u velikim količinama. Energija torija nema sve to. Zašto? Torij ima znatno duži poluživot - u praksi deset i više godina. To osigurava učinkovitiju upotrebu, manje troškova rukovanja,povećanje ICUI-ja i tako dalje. Da, mora se priznati da se zbog različitog poluživota torija stvaraju drugi aktivni akindidi, aktivniji, ali u ovom je trenutku taj problem prilično rješiv. Ali postoje i velike prednosti. Slažete se, postoji razlika: godinu i pol i deset godina?
Glavni torij koji sadrži minerale je monazit, koji sadrži rijetke zemlje. Stoga, kada govorimo o tororijumu kao gorivu za buduću energiju, kao sljedeću fazu u razvoju nuklearne energije, naravno, govorit ćemo o složenoj preradi monazitnih sirovina i odvajanju rijetkih zemlja - što u osnovi čini upotrebu torija u komercijalnijoj mjeri ekonomičnijim i privlačnijim. Postoji vrlo ozbiljan potencijal za razvoj energetike, gospodarstva i rudarske industrije. Torij u Rusiji je u obliku monazitskih pijeska. Ova tehnologija mora biti industrijski razvijena, testirana i, što je najvažnije, isplativa. Sve se može učiniti u laboratoriju.
Problem pretraživanja naslaga torija sličan je problemu pretraživanja naslaga rijetkozemaljskih metala - njegova sposobnost koncentracije je slaba, a torij se vrlo nerado skuplja u bilo kakvim značajnim naslagama, budući da je vrlo rasuti element zemljine kore. Torij je prisutan u malim količinama u granitu, tlu i tlu. Torij se obično ne minira odvojeno; on se oporavlja kao nusproizvod prilikom iskopavanja rijetkozemnih elemenata ili urana. U mnogim mineralima, uključujući monazit, torij lako zamjenjuje rijetkozemni element, što objašnjava srodnost torija s rijetkim zemaljskim.
Moramo razvijati vlastitu proizvodnju
Promotivni video:
U jednom trenutku napisana su izvješća Efimu Pavloviču Slavskom i Igoru Vasiljeviču Kurčatovu da je potrebno prijeći na ciklus torija. Eksperimentalno je izvršena torijska energija: reaktori su radili u Mayaku i Njemačkoj. Ali istodobno je bilo potrebno razviti vojni smjer vezan za energetiku i, sukladno tome, raditi na plutoniju, a program torija je zamrznut. Stoga je odluka, koju je donio naš predsjednik, da je potrebno započeti rad u tom smjeru, ojačati i, možda, čak i ubrzati, vrlo ispravna i pravovremena. Danas nam nitko neće pružiti drugu priliku. Kina, Indija i skandinavske zemlje imaju vrlo ozbiljan program za torije. Uskoro će svi otići toliko daleko da se nikome nećemo dopasti. Kina je otišla toliko daleko u razvoju industrije rijetke zemlje s rudnom bazom,da se danas nećemo uplašiti Kine. Mogli bismo sustići Kinu i bili smo dužni učiniti sve kako bi Kina od nas, barem jedan korak, dva ostala u pozadini u nuklearnom inženjerstvu, u nuklearnim tehnologijama. Ali, nažalost, i ovdje popuštamo. Kina nestrpljivo ulazi na tržište sa svojim nuklearnim reaktorima, vlastitom tehnologijom. Uvjeravam da ćemo, s obzirom na položaj koji imamo sada, izgubiti u ovoj borbi.
Oni već nude reaktore male snage i, nažalost dovoljno da to priznaju, industrijalizirat će plutajuće reaktorske pogone brže od nas - naši ministrski drugovi vrlo su zainteresirani za te reaktore, umjesto da razvijaju vlastitu proizvodnju. Moramo se razvijati. Na primjer, plinski reaktori, visokotemperaturni plinski hlađeni reaktori zapravo su vrlo obećavajući smjer. Ali iz nekog razloga to radimo i vrlo sporo, plašno, inertno.
Nažalost, tijekom devedesetih vladala nas je ideologija da je, primjerice, u Kini lakše, jeftinije kupiti rijetke zemlje nego napraviti vlastiti proizvod.
Prognoza svjetske proizvodnje nuklearne energije korištenjem različitih vrsta reaktora:
Koliko košta novo gorivo
Proizvođači su konzervativci. I njihov konzervativizam je opravdan. Filozofija proizvodnog radnika je jasna: imam dobro funkcionirajuću proizvodnju, radim, odgovoran sam za plan, za proizvodnju, za ljude koji rade. Svaka inovacija donosi mi rizike. Rizici nečeg novog, što se mora ispitati, a istovremeno mogu postojati neki kvarovi, preklapanja i tako dalje. Trebam li to? Radije bih živio u miru. Stoga sukob takvih interesa: razvoj, promocija novog i stajalište konzervativnog proizvodnog radnika, oduvijek je bilo, jest i bit će. Druga stvar je da ga je potrebno pametno prevladati.
Danas postoje sorte uranovog goriva: nitrid, keramika, gorivo s dodatkom rijetkih zemlja. Vrlo velik broj opcija. I to se radi bez ikakvih troškova, bez novca? Apsolutno ne. Da bi se dobilo novo gorivo na bazi torija, potrebno je razviti tehnologiju za izradu ovih materijala. Prije nego što kažemo da je energija torija mnogo skuplja od urana, moramo napraviti jednostavnu stvar - komparativnu ekonomsku analizu. Na primjer, ako se talina torijum-fluorida koristi kao gorivo za reaktor, onda mi se čini da nije toliko skupo dobiti torijum-fluoride. Ako gorivo primamo u obliku sfernih elemenata - to je druga opcija, keramika - treća opcija. Štoviše, ovdje govorimo prije svega o sirovinama, o monazitima,a pitanje cijene će se odrediti uzimajući u obzir složenu upotrebu. Odnosno, ekstrakcija cjelokupne količine rijetkih zemlja, urana i cirkonija iz monazita - sve će to ozbiljno smanjiti troškove proizvodnje goriva na bazi torija.
Dizajn prvog nuklearnog reaktora na torijumu, razvijen u istraživačkom centru za nuklearnu energiju Bhaba u Mumbaiju, Indija, za korištenje torijumskih gorivnih ćelija za komercijalnu proizvodnju električne energije.
Malo o brzim reaktorima. Nije važno kojom tehnologijom, na kojem reaktoru, u kojoj izvedbenoj verziji da se koriste brzi neutroni, kako bi se zapalio prirodni materijal - u jednoj ili drugoj količini, otpad će se i dalje stvarati. A otpad se mora reciklirati. Ako govorimo o čistoći metodologije i koncepata, kao takav nema zatvorenog ciklusa i ne može biti. Ali u opciji torijske energije postojat će manje aktivni otpad koji treba reciklirati.
Uvjeren sam da ćemo se u svakom slučaju postupno prebaciti na energiju torija, posebno zato što najnovije studije i proračuni fizičara Sveučilišta Tomsk, teoretski proračun jezgre, pokazuju da je moguć evolucijski prijelaz na energiju torija u odnosu na reaktore svjetlo-voda. To nije odmah revolucija, već postupni prijenos jezgre postojećih reaktora lagane vode s djelomičnom zamjenom jezgre iz uranovog goriva u torij.
Bhaba Nuclear Power Research Center (Indija)
Prije nego što objesite pečate da je to loše i da je to dobro, morate se ozbiljno pozabaviti stvarnim poslom. Recimo da napravimo nekoliko šipki za gorivo i sve to pokrenemo na testnim stalcima. Uklonite sve karakteristike nuklearne fizike. Treba napraviti puno istraživanja i to dugoročno. I što dalje odgađamo, tvrdeći da je teško i teško, to ćemo više zaostajati u razvoju. Sve morate učiniti na vrijeme. Svojevremeno se Sredmash time bavio, primao je metalni torij u našim poduzećima, a te su tehnologije bile dostupne. Treba podići staro iskustvo, stara izvješća, oni su vjerojatno svi sačuvani u arhivima, a stručnjaci će ga pronaći. Uzimajući u obzir učinjeno i nove mogućnosti, potrebno je nastaviti s ovom cijelom stvari.
Neke naslage torija u Rusiji:
- Tugan i Georgievskoe (regija Tomsk)
- Ordynskoe (Novosibirska regija)
- Lovozerskoe i Khibinskoe (regija Murmansk)
- Ulug-Tanzekskoe (Republika Tyva)
- Kiyskoe (teritorij Krasnojarsk)
- Tarskoe (Omsk region)
- Tomtorskoe (Yakutia)
Torije za Arktik i šire
Ogromna je potreba za serijskim pokretnim i stacionarnim elektranama ultra male i male snage (od 1 do 20 MW), koje se mogu koristiti kao izvori energije i topline za razvoj sjevernih teritorija, razvoj novih nalazišta kao i za opskrbu električnom energijom udaljenim vojnim garnizonima i velike pomorske baze u sjevernim i pacifičkim flotama. Te bi instalacije trebale imati što duži period rada bez ponovnog umetanja nuklearnog goriva, tijekom njihovog rada ne bi se trebao akumulirati plutonij, treba ih lako održavati. Oni ne mogu djelovati u ciklusu uranij-plutonij, jer se plutonij nakuplja tijekom njegove uporabe. U ovom slučaju obećavajuća alternativa uranijumu je upotreba torija.
Energetski problem na Arktiku je problem broj jedan. I to se mora učiniti apsolutno jasno. Upravo su sada u Zhodinu naši dragi bjeloruski prijatelji napravili najveći svjetski BelAZ, nosivosti 450 tona. Da bi ovaj "BelAZ" radio normalno, sve njegove kotače se voze odvojeno, svaki kotač ima poseban motor. No, kako bi dobili električnu energiju, postoje dva ogromna dizela koja pokreću električne generatore, oni distribuiraju sve tim elektromotorima. Napravimo mali reaktorski reaktor i on se ne mora instalirati izravno na ovaj BelAZ. Možete napraviti različite opcije. Na primjer, bilo bi vrlo učinkovito koristiti torijumove reaktore male snage za proizvodnju vodika. I sve motore prebacite na vodik. S tim u vezi teoretski dobivamo sjajnu sliku,jer sagorijevanjem vodika dobivamo vodu. Apsolutno "zelena" energija o kojoj svi sanjaju. Ili ćemo napraviti nuklearne elektrane na temelju reaktora male snage. Daljnjim razvojem i istraživanjem Arktika, pokretni lokalni reaktori, reaktorske instalacije male snage dat će, s moje točke gledišta, ludi nacionalni ekonomski učinak. Samo ludo. Trebali bi biti točno pokretni, lokalni, pokretni. I mislim da nije tako teško napraviti reaktore male snage na torijumu s razdobljem preopterećenja od deset godina ili više na Arktiku. Da, moguće je napraviti reaktore male snage pomoću postojećih tehnologija: uzmimo reaktore kakve imamo u mornarici, na podmornicama i na nuklearnim brodovima. Stavimo ih. Počnimo eksploatirati. Sve se to može učiniti. Ali poteškoće u radu i razgradnji,utovar, istovar i uklanjanje u teškim uvjetima sjevernih širina uvelike će otežati uporabu ove vrste instalacija.
Još jedan dobar primjer. U ogromnim jakutskim kamenolomima Alrosa, u rudarskim odjeljenjima Lebedinskog GOK-a, koristimo teške BelAZ-ove ili gusjenice u iskopavanju željezne rude, a postoji veliki problem provjetravanja kamenoloma iz ispušnih plinova i nakon masovnih eksplozija kako bi se ruda probila. Što se primjenjuje? Do motora za helikoptere zrakoplova, ali oni također rade na fosilnom gorivu, kerozinu itd., Zauzvrat dolazi do sekundarnog onečišćenja kamenoloma. Pri prelasku na vozila s reaktorima na bazi torija nema potrebe za prozračivanjem otvorenih jama, skladišta goriva i maziva nije potrebno itd.
Za mene je šok kada Rusija, pravni nasljednik Sovjetskog Saveza, nije u mogućnosti pružiti svojoj nuklearnoj industriji prirodnu komponentu, uranijumske sirovine. Ne razumijem to, ali odrastao sam u staroj školi i nisam radio nigdje osim Sredmaša. Nije šala, prije nekog vremena, sudeći po službenim izvorima Rosatoma, bili smo prisiljeni kupovati sirovine u Australiji.
Ruska poduzeća, kažu, neisplativa su, ali u ovom slučaju, zašto su slična poduzeća u Ukrajini, gdje su i podzemno rudarstvo i sadržaj metala u rudi slični našem? Vjerojatno je došlo, država mora imati državne rezerve strateškog materijala za razvoj nuklearne energije, kao i za industriju uopće. Uzimajući u obzir takve trikove koji se događaju (sankcije itd.), U svakom trenutku možemo se staviti u vrlo, vrlo neugodan, ovisan položaj.
Kad se radi o načelnim pitanjima, o sigurnosti države, ne samo s gledišta obrambene sposobnosti, državna sigurnost je obiman i golem koncept, a ne radi se samo o oružju. To uključuje hranu i druge strateške stvari.
Plutajuće nuklearne elektrane - jedan od najperspektivnijih projekata za razvoj Arktika - mogla bi biti opremljena torijumskim reaktorima, malim i "dugo igrajući".
Gdje je sjedište analitičara i stručnjaka?
Čini mi se da bi pod bilo kojim ministarstvom trebalo postojati svojevrsno sjedište analitičara, savjetnika, sivih kardinala, ako želite, nazovite ih kako god želite, koji bi trebali analizirati ogromnu količinu podataka i odvojiti pšenicu od plijena, određujući strategiju razvoja. Nažalost, pogotovo danas, odluke se često donose bez odgovarajuće analize. Vodstvo industrije trebalo bi se baviti analitikom i strateškim planiranjem, te jasno razumjeti u kojem će se smjeru industrija dalje razvijati. I to bi trebalo biti utemeljeno na pravoj analitici.
Loša vijest je da smo stvarno zaboravili na koncept "kritičnih metala", na ono što je potrebno za razvoj nuklearne industrije, za njegov neprekinuti rad. Prema mom razumijevanju, itrij, berilij, litij su prijeko potrebni, srednje teška skupina je jako potrebna - to su neodim, praseodimij, disprozijum. Ti su elementi zaista potrebni tijekom sljedećih 5-10-15 godina. Da, utvrdili smo da su nam potrebni ti elementi. Postavit ću jednostavno pitanje: gospodo šefovi, gospodo tehnolozi, dobili smo ove elemente. Što ćemo s njima? Imamo li sekundarnu industriju spremnu za izradu proizvoda iz ovih elemenata? Tko će raditi ako postoje te tvrtke? Prvo, mogu nam reći da da, napravili smo prototipove. Pitanje je drugačije. Jeste li napravili nešto što je konkurentno? Ovaj je proizvod ruski i to će biti proizvod koji je po svojim karakteristikama bolji od njemačkog,itd? To je poput televizora. Za vas ćemo, kao potrošača, isporučiti rusku i japansku televiziju. Sigurna sam da ćete kupiti japanski. To je pitanje - je li industrija spremna za korištenje rijetkih zemlja pravilno i u pravom smjeru. Jesmo li spremni napraviti konkurentni proizvod od njih ili smo proizveli rijetke zemlje za prodaju na tržištu? Kina s našim rijetkim zemljima neće nas pustiti na tržište. Ovdje je kompleks problema koje moramo riješiti na sveobuhvatan način, ali samo izjavljujemo.prodati na tržištu? Kina s našim rijetkim zemljima neće nas pustiti na tržište. Ovdje je kompleks problema koje moramo riješiti na sveobuhvatan način, ali samo izjavljujemo.prodati na tržištu? Kina s našim rijetkim zemljima neće nas pustiti na tržište. Ovdje je kompleks problema koje moramo riješiti na sveobuhvatan način, ali samo izjavljujemo.
Ali mnogo je gore starenje kadrova, potencijala u ministarstvu, u državnoj korporaciji. A to se, nažalost, posebno očituje u podjeli sirovina. A podjela sirovina je okosnica. Ako nemate sirovine, od toga se neće napraviti ništa. Željezo se može graditi, ali kako se željezo može hraniti? Ne kažemo uzalud da trebamo razmišljati i razmatrati raznolikost izvora sirovina, uključujući i torijum. Uz to, ne treba zaboraviti ni na uranijum, ne treba zaboraviti ni na akumulirane rezerve (prirodna komponenta 238 u raznim oblicima). Sve se to mora koristiti u usko fokusiranom, kompetentnom, normalnom, uzemljenom segmentu, u različitim verzijama. Diplomira s Harvarda ne možete poslati u rudnik ili odvjetnika u metaluršku radionicu. Oni tamo neće ići. Tko sada obučava takve stručnjake? Na Uralu je bila cijela industrija,izravno povezana s Minsredmašom, je kemijsko inženjerstvo. Najmoćnija postrojenja za kemijsko inženjerstvo na Uralu.
To je paradoksalno - danas nijedno sveučilište u Rusiji ne trenira stručnjake iz kemijskog inženjerstva. I kako će uređaji uopće biti dizajnirani bez stručnjaka? Starci će otići. Donesite uzorak VNIIHT-u sada, nema ga tko smanjiti. Ako nisam u pravu, napiši da Valery Konstantinovich griješi. To će biti točno i ispravno. Ovdje vas obavještavamo da se takvo i takvo sveučilište priprema. Jedino će mi biti drago što sam pogriješio, iskreno drago. To kažem iz osobnog iskustva. Nedavno sam bio na Uralu i susreo se s ljudima koji rade u ovoj industriji, to su njihove riječi. Rekli su mi: "Za pet godina možete zaboraviti da je u Rusiji postojala takva industrija poput kemijskog inženjerstva." To su ljudi koji imaju iskustva u dizajniranju i stvaranju uređaja za kemijsko inženjerstvo: posebne sušilice, posebne peći, jedinice za raspadanje,za kemijsko raspadanje. Ovo je posebna grana tehnologije koja uključuje rad s kiselinama, pod toplinskim uvjetima, na posudama pod pritiskom.
Zašto vam treba direktor?
Bio sam generalni direktor tri najveća poduzeća Sredmaša. Ponosan sam na to i znam kako je izgrađen odnos između mene, kao direktora poduzeća, šefa središnjeg odbora i ministra. Odlučivao sam u okviru financiranja i kompetencija koje sam imao. I bio sam odgovoran za to. Donijeli smo odluke, vršili smo testove. Opravdano? Da. Ali uspjeli smo. Tada smo na temelju svega toga opravdali i dokazali potrebu za takvim odlukama. To trebamo učiniti, moramo to implementirati, to je u logici razvoja industrije, potrebno je i tako dalje. Sada svi čekaju momčad iz Moskve, što da radimo?
Svaki sustav odnosa, bilo koji sustav u industriji, nacionalnoj ekonomiji i bilo gdje drugdje - to je sustav povjerenja. Ako postavite direktora, onda a) to znači da mu vjerujete, b) ako mu vjerujete, dajete mu određeni okvir za slobodno plutanje. Ali direktor, zapovjednik, koji je odgovoran za proizvodnju, za ljude, za sigurnosne mjere, za provedbu plana, za milijun svih funkcija, ne može neprestano zvati iz Moskve i povlačiti se: "nemojte to raditi, ne tražite ovdje, ne idite tamo". Ako se nešto dogodi u proizvodnji, bit će odgovoran redatelj, a ne onaj koji ga povlači iz Moskve. A sada, direktor poduzeća, oprostite, ne može kupiti sapunicu. Sve prolazi kroz Moskvu, kroz natječaje. Ali ako je tako, zašto vam treba redatelj? Uklonite ga i zapovijedite iz Moskve što treba učiniti.
Indonezijska nacionalna agencija za atomsku energiju (BATAN) planira izgraditi eksperimentalni reaktor (RDE) za testiranje korištenjem torijinog goriva.
To je pitanje vremena
Znanstvenicima koji se ozbiljno bave brzim reaktorima sasvim je jasno da je pravi početak planiran za 2030. godinu. Prije toga nitko ništa ne planira. Puno problema. Rastaljeni olo je korozivna tekućina. Tok olova u rashladnim cijevima je pitanje pitanja: što se događa na sučelju, koje su karakteristike graničnih slojeva, kako se mijenjaju prijenos mase i prijenos topline, pitanja, pitanja, pitanja. Činjenica je da granični slojevi imaju potpuno različita fizikalno-kemijska svojstva, postoje potpuno različiti koeficijenti prijenosa mase, prijenosa topline itd. Olovo mora biti određene kvalitete, sa potrebnim udjelom kisika. Mnogo je pitanja. Postoje li odgovori na ta pitanja? Ne znam. Trebamo brojeve, proračune.
Što se tiče torija, sve ovisi o tome kako ga organiziramo, kako sve to konstruktivno uređujemo, kakvu ćemo logistiku i tko će upravljati projektom. Ako to budemo sposobni učiniti kompetentno, odabrat ćemo stručnjake koji strastveno razmišljaju o energiji torija, izdvojit ćemo financiranje, poseban istraživački reaktor samo za te svrhe, uz proizvodnju goriva, mislim da ćemo praktični rezultat ispuniti u prilično kratkom roku, kao što je to bio slučaj četrdesetih i pedesetih … Laboratoriji su već obavili značajan dio posla na fizici jezgre, na preradi monazita selektivnim oslobađanjem torija i proizvodnji rijetke zemlje. Sve što je učinjeno prije, mora se akumulirati, analizirati i objediniti u okviru radne skupine za razvoj energije torija. I posao.