Valery Konstantinovich Larin, en av verdens ledende eksperter på thoriumenergi, medlem av ekspertrådet for magasinet Rare Lands, Doctor of Technical Sciences, eks-generaldirektør for flere av de største bedriftene i Sredmash, om tillitskoden, nye muligheter i utviklingen av Arktis, om evolusjon og kjernekraftens lyse fremtid, som ikke kan tenkes uten bruk av et unikt element - thorium. Hva er thorium? Hva er fordeler og ulemper? Hvorfor er thorium allerede valgt i andre land? endelige samtaler før det store showet, som vi kanskje ikke mottar en invitasjon til hvis vi i dag går glipp av vår sjanse til å skape thorium superteknologi for en ny teknologisk tidsalder.
Thorium som et alternativ til uran
Thorium er flere ganger rikere i jordskorpen enn naturlig uran. Thorium og en av isotoper som er til stede i den, uranium-232, kan være en ganske effektiv kilde innen kjernekraft i stedet for det mye brukte drivstoffet basert på den 235. isotopen av uran. Thorium-energi har en rekke kolossale fordeler. Hvilke? For det første sikkerhet: det er ingen overflødig reaktivitet i en reaktor som bruker thorium som et batteri. Dette er en garanti for at så forferdelige katastrofer som Three Mile Island i Amerika, som Tsjernobyl, som Fokushima, aldri vil bli gjentatt. Til og med akademikeren Lev Feoktistov skrev at enhver atomreaktor som opererer i dagens konfigurasjon og teknologi har en gal overskuddsaktivitet. I en reaktor er det faktisk flere titalls eller til og med hundrevis av bomber,som tvinger oss til å ta svært alvorlige tiltak for beskyttelse: feller, spesiell design og så videre, som selvfølgelig øker kostnadene for produksjon og vedlikehold. Den andre fordelen med thoriumenergi er at det ikke er noen problemer med avfallshåndtering. Vi blir tvunget til å laste inn drivstoffet i de nåværende VVER-reaktorene hvert halvannet år. Dette er 66 tonn virkestoff, som må lastes en gang. Dessuten er utbrenningsgraden ikke så høy, det er mye avfall, som er fulle av en rekke vanskeligheter. Jeg mener sekundær disponering av aktive elementer, plutonium produseres i store volumer. Thorium-energi har ikke alt dette. Hvorfor? Thorium har mye lengre halveringstid - i praksis, ti år eller mer. Dette sikrer mer effektiv bruk, mindre håndteringskostnader,økning i ICUI og så videre. Ja, det må innrømmes at på grunn av den forskjellige halveringstiden til thorium, dannes andre aktinider, mer aktive, men på det nåværende stadiet er dette problemet ganske løsbart. Men det er også store fordeler. Enig, det er en forskjell: halvannet år og ti år?
Hovedmineralet som inneholder thorium er monazitt, som inneholder sjeldne jordarter. Derfor, når vi snakker om thorium som drivstoff for fremtidig energi, som neste trinn i utviklingen av kjernekraft, vil vi naturlig nok fokusere på den komplekse behandlingen av monazittråvarer og separering av sjeldne jordarter - dette gjør i det vesentlige bruken av thorium kommersielt mer økonomisk og attraktivt. Det er et veldig alvorlig potensiale for utvikling av energi, økonomi og gruveindustri. Thorium i Russland er i form av monazitesand. Denne teknologien må være industrielt utviklet, testet og, viktigst, kostnadseffektiv. Alt kan gjøres på laboratoriet.
Problemet med å søke etter forekomster av thorium ligner problemet med å søke etter forekomster av sjeldne jordartsmetaller - dens evne til å konsentrere seg er svak, og thorium er veldig motvillig til å samle seg i betydelige forekomster, og er et veldig spredt element i jordskorpen. Thorium er til stede i små mengder i granitt, jord og jord. Thorium blir vanligvis ikke utvunnet separat, det blir utvunnet som et biprodukt under gruvedrift av sjeldne jordartselementer eller uran. I mange mineraler, inkludert monazitt, erstatter thorium enkelt et atom med et sjeldent jordelement, noe som forklarer thoriums tilknytning til sjeldne jordarter.
Vi må utvikle vår egen produksjon
Salgsfremmende video:
På en gang ble det skrevet rapporter til Efim Pavlovich Slavsky og Igor Vasilyevich Kurchatov om at det var nødvendig å bytte til thoriumsyklusen. Og thorium power engineering ble eksperimentelt utført: reaktorer opererte i Mayak og i Tyskland. Men samtidig var det nødvendig å utvikle en militær retning relatert til energi, og følgelig arbeid med plutonium, og thorium-programmet ble frosset. Derfor er avgjørelsen, som ble tatt av vår president, om at det er nødvendig å starte arbeidet i denne retningen, styrke og kanskje til og med sette fart, veldig riktig og betimelig. I dag er det ingen som gir oss en ny sjanse. Kina, India og de skandinaviske landene har et veldig seriøst thorium-program. Snart vil alle gå så langt at vi ikke får tak i noen. Kina har gått så langt med å utvikle den sjeldne jordnæringen med sin malmbase,at vi ikke vil skremme Kina med dette i dag. Vi kunne innhente Kina og var forpliktet til å gjøre alt slik at Kina fra oss, i det minste ett trinn, to ble holdt i bakgrunnen innen kjerneteknikk, i kjerneteknologi. Men dessverre viker vi her også. Kina er ivrig etter å komme inn i markedet med sine atomreaktorer, med sin egen teknologi. Og jeg kan forsikre at, gitt den posisjonen vi har nå, vil vi tape denne kampen.
De tilbyr allerede reaktorer med lav effekt og, dessverre nok til å innrømme, at de vil industrialisere de flytende reaktoranleggene raskere enn oss - våre ministerkamerater er veldig interessert i disse reaktorene, i stedet for å utvikle sin egen produksjon. Vi må utvikle oss. For eksempel er gassreaktorer, gasstemte reaktorer med høy temperatur faktisk en veldig lovende retning. Men av en eller annen grunn gjør vi dette også veldig sakte, skummelt, inert.
Dessverre ble vi gjennom 1990-tallet dominert av ideologien om at det er lettere og billigere å kjøpe sjeldne jordarter, for eksempel i Kina, enn å lage vårt eget produkt.
Prognose for verdens kjernekraftproduksjon ved bruk av forskjellige reaktortyper:
Hvor mye koster nytt drivstoff
Produsenter er konservative. Og deres konservatisme er berettiget. Produksjonsarbeiderens filosofi er tydelig: Jeg har en velfungerende produksjon, jeg jobber, jeg er ansvarlig for planen, for produksjonen, for menneskene som jobber. Enhver innovasjon gir meg risiko. Risiko for noe nytt, som må testes, og samtidig er det alltid mulig noen feil, overlapp og så videre. Trenger jeg det? Jeg vil heller leve i fred. Derfor er konflikten mellom slike interesser: utvikling, promotering av det nye og synspunktet til en konservativ produksjonsarbeider, det har alltid vært, er og vil være. En annen ting er at det er nødvendig å overvinne det på en intelligent måte.
I dag er det varianter av uranbrensel: nitrid, keramikk, drivstoff med tillegg av sjeldne jordarter. Et veldig stort antall alternativer. Og gjøres dette uten noen kostnad, uten penger? Absolutt ikke. For å få et nytt drivstoff basert på thorium, er det nødvendig å utvikle en teknologi for fremstilling av disse materialene. Og før vi sier at thoriumenergi er mye dyrere enn uran, må vi gjøre en enkel ting - en sammenlignende økonomisk analyse. For eksempel, hvis en smelte av thoriumfluorid brukes som drivstoff for en reaktor, synes det for meg at det ikke er så dyrt å få tak i thoriumfluorider. Hvis vi mottar drivstoff i form av sfæriske elementer - dette er det andre alternativet, keramikk - det tredje alternativet. Dessuten snakker vi her først og fremst om råvarer, om monazitt,og spørsmålet om pris vil bli bestemt under hensyntagen til den komplekse bruken. Det vil si utvinning av hele mengden sjeldne jordarter, uran og zirkonium fra monazitt - alt dette vil redusere kostnadene for å produsere drivstoff basert på thorium alvorlig.
Design av verdens første thorium-atomreaktor, utviklet ved Bhaba Nuclear Power Research Center i Mumbai, India, for å bruke thorium-brenselceller til kommersiell kraftproduksjon.
Litt om raske reaktorer. Det spiller ingen rolle med hvilken teknologi, på hvilken reaktor, i hvilken designversjon for å bruke raske nøytroner, tenne et naturlig materiale - i en eller annen mengde vil fortsatt avfall genereres. Og avfallet må resirkuleres. Hvis vi snakker om metodikkens og konseptens renhet, er det som sådan ingen lukket syklus og kan ikke være det. Men i alternativet thoriumenergi vil det være mindre aktivt avfall som må resirkuleres.
Jeg er overbevist om at vi i alle fall gradvis vil gå over til thoriumenergi, spesielt siden de siste studier og beregninger av fysikere fra Tomsk Polytechnic University, teoretisk beregning av kjernen, viser at en evolusjonær overgang til thoriumenergi er mulig i forhold til lettvannsreaktoranlegg. Det er ikke umiddelbart en revolusjon, men en gradvis overføring av kjernen i eksisterende lysvannsreaktorer med en delvis erstatning av kjernen fra uranbrensel til thorium.
Bhaba Nuclear Power Research Center (India)
Før du henger stempler om at dette er dårlig, og dette er bra, må du ta tak i den virkelige virksomheten på alvor. La oss si at vi lager et par drivstoffstenger og kjører det hele på teststander. Fjern alle kjernefysiske egenskaper. Mye forskning må gjøres og være langsiktig. Og jo lenger vi forsinker, med argumenter for at det er vanskelig og vanskelig, jo mer vil vi henge etter i utviklingen. Du må gjøre alt i tide. På en tid var Sredmash engasjert i dette, mottok metallisk thorium hos våre bedrifter, og disse teknologiene var tilgjengelige. Det er nødvendig å heve den gamle erfaringen, gamle rapporter, de er sannsynligvis alle bevart i arkivene, og eksperter vil finne den. Når man tar hensyn til hva som er gjort og nye muligheter, er det nødvendig å fortsette hele saken.
Noen thoriumavsetninger i Russland:
- Tugan og Georgievskoe (Tomsk-regionen)
- Ordynskoe (Novosibirsk-regionen)
- Lovozerskoe og Khibinskoe (Murmansk-regionen)
- Ulug-Tanzekskoe (Tyva)
- Kiyskoe (Krasnoyarsk-territoriet)
- Tarskoe (Omsk-regionen)
- Tomtorskoe (Yakutia)
Thorium for Arktis og utover
Det er et stort behov for serielle mobile og stasjonære kraftverk med ultra-lav og lav effekt (fra 1 til 20 MW), som kan brukes som energikilder og varme i utviklingen av nordlige territorier, utviklingen av nye forekomster der, samt i å levere strøm til avsidesliggende militære garnisoner. og store marinebaser i de nordlige og stillehavsflåtene. Disse installasjonene skal ha en så lang periode av drift som mulig uten å laste om kjernebrensel, under deres drift skal ikke akkumuleres plutonium, de skal være enkle å vedlikeholde. De kan ikke operere i uran-plutonium-syklusen, fordi plutonium samler seg under bruken. I dette tilfellet er et lovende alternativ til uran bruken av thorium.
Energiproblemet i Arktis er nummer én. Og dette må gjøres helt tydelig. Akkurat nå, i Zhodino, har våre kjære hviterussiske venner laget verdens største BelAZ, med en bæreevne på 450 tonn. For at denne "BelAZ" skal fungere normalt, kjøres alle hjulsettene hver for seg, hvert hjul har en egen motor. Men for å få strøm er det to enorme dieseler som driver elektriske generatorer, de distribuerer alt til disse elektriske motorene. La oss lage en liten thoriumreaktor, og den trenger ikke å installeres direkte på denne BelAZ. Du kan lage forskjellige alternativer. For eksempel ville det være veldig effektivt å bruke toriumreaktorer med lav effekt til å produsere hydrogen. Og overfør alle motorer til hydrogen. I denne forbindelse får vi teoretisk et strålende bilde,fordi ved å brenne hydrogen får vi vann. Helt "grønn" energi som alle drømmer om. Eller så vil vi lage atomkraftverk basert på reaktorer med lav effekt. Med videreutvikling og utforskning av Arktis vil mobile lokale reaktorer, reaktorinstallasjoner med lav effekt gi, fra mitt synspunkt, en vanvittig nasjonal økonomisk effekt. Bare gal. De skal være nøyaktig mobile, lokale, mobile. Og jeg tror at det ikke er så vanskelig å lage reaktorer med lav effekt på thorium med en overbelastningsperiode på ti år eller mer i Arktis. Ja, det er mulig å lage reaktorer med lav effekt ved å bruke eksisterende teknologier: la oss ta reaktorene som vi har i marinen, på ubåter og atomdrevne skip. La oss ta dem på. La oss begynne å utnytte. Alt dette kan gjøres. Men vanskeligheter med drift og nedleggelse,lasting, lossing og fjerning i tøffe forhold på nordlige breddegrader vil i betydelig grad komplisere bruken av denne typen installasjoner.
Nok et godt eksempel. I de enorme Yakut-steinbruddene i Alrosa, ved gruvedivisjonene i Lebedinsky GOK, bruker vi kraftige BelAZ-er eller Caterpillers i gruvedrift av jernmalm, og det er et stort problem å lufte steinbruddene fra eksosutslipp og etter massive eksplosjoner for å ødelegge malmen. Hva brukes? Opp til flyhelikoptermotorer, men de kjører også på fossilt brensel, parafin etc., i sin tur oppstår sekundær forurensning av steinbruddet. Når du bytter til kjøretøy med thoriumbaserte reaktorer, er det ikke nødvendig å lufte de åpne gropene, lagre av drivstoff og smøremidler er ikke nødvendig, etc.
Det er et sjokk for meg når Russland, den juridiske etterfølgeren til Sovjetunionen, ikke er i stand til å gi sin nukleære industri en naturlig komponent, uranråvarer. Jeg forstår ikke dette, men jeg ble oppvokst på en gammel skole og jobbet ikke noe annet enn Sredmash. Det er ingen spøk, for en tid siden, dømt etter de offisielle kildene til Rosatom, ble vi tvunget til å kjøpe råvarer i Australia.
Russiske foretak, sier de, er ulønnsomme, men i dette tilfellet, hvorfor er lignende foretak i Ukraina, hvor også underjordisk gruvedrift og metallinnholdet i malm lik vår, er lønnsomme? Sannsynligvis har behovet kommet, staten trenger å ha statlige reserver av strategiske materialer for utvikling av kjernekraft, så vel som for industrien generelt. Når vi tar hensyn til slike triks som finner sted (sanksjoner osv.), Kan vi bli satt inn i en veldig, veldig ubehagelig, avhengig stilling når som helst.
Der det handler om prinsipielle spørsmål, om statens sikkerhet, ikke bare med tanke på forsvarsevne, er statssikkerhet et romslig og enormt konsept, og det handler ikke bare om våpen. Dette inkluderer mat og andre strategiske ting.
Flytende atomkraftverk - et av de mest lovende prosjektene for utvikling av Arktis - kunne godt være utstyrt med thoriumreaktorer, små og "langspillende".
Hvor er hovedkvarteret til analytikere og spesialister?
Det virker for meg at det under ethvert departement skal være et slags hovedkvarter for analytikere, rådgivere, grå kardinaler, hvis du vil, kalle dem hva du vil, som bør analysere en enorm mengde informasjon og skille hveten fra agnet og bestemme utviklingsstrategien. Dessverre, spesielt i dag, tas ofte avgjørelser uten riktig analyse. Bransjeledelsen bør være engasjert i analyse og strategisk planlegging, forstå tydelig i hvilken retning bransjen vil utvikle seg videre. Og dette bør være basert på riktig analyse.
Den dårlige nyheten er at vi virkelig har glemt begrepet "kritiske metaller", om hva som trengs for utviklingen av kjernefysisk industri, for dens uavbrutte drift. Etter min forståelse er yttrium, beryllium, litium sårt nødvendig, en middels tung gruppe er sårt nødvendig - dette er neodym, praseodym, dysprosium. Disse elementene er virkelig behov for de neste 5-10-15 årene. Ja, vi har bestemt at vi trenger disse elementene. Jeg vil stille et enkelt spørsmål: herrer sjefer, herrer teknologer, vi mottok disse elementene. Hva skal vi gjøre med dem? Har vi en sekundærnæring klar til å lage produkter fra disse elementene? Hvem vil gjøre hvis disse virksomhetene eksisterer? Først kan de fortelle oss at ja, vi lagde prototyper. Spørsmålet er annerledes. Har du gjort noe som er konkurransedyktig? Dette produktet er russisk, og det vil være et produkt som har bedre egenskaper enn tysk,etc? Det er som en TV. For deg som forbruker vil vi sette et russisk TV-apparat og et japansk TV-apparat. Jeg er sikker på at du vil kjøpe japansk. Det er spørsmålet - er industrien klar til å bruke sjeldne jordarter riktig og i riktig retning. Er vi klare til å lage et konkurransedyktig produkt ut av dem, eller har vi produsert sjeldne jordarter for å selge på markedet? Kina med våre sjeldne jordarter vil ikke slippe oss ut i markedet. Her er et kompleks av problemer som vi må løse på en omfattende måte, men vi erklærer bare.å selge på markedet? Kina med våre sjeldne jordarter vil ikke slippe oss ut i markedet. Her er et kompleks av problemer som vi må løse på en omfattende måte, men vi erklærer bare.å selge på markedet? Kina med våre sjeldne jordarter vil ikke slippe oss ut i markedet. Her er et kompleks av problemer som vi må løse på en omfattende måte, men vi erklærer bare.
Men mye verre er aldring av personell, potensiale i departementet, i det statlige selskapet. Og dette er dessverre spesielt tydelig i råvaredivisjonen. Og råvaredivisjonen er ryggraden. Hvis du ikke har råvarer, så vil det ikke være noe å lage noe av. Jern kan bygges, men hvordan kan jernet mates? Vi sier ikke forgjeves at vi trenger å tenke og vurdere mangfoldet av råvarer, inkludert thorium. Sammen med dette skal man ikke glemme uran, man skal ikke glemme de akkumulerte reservene (naturlig komponent 238 i forskjellige former). Alt dette må brukes i et smalt fokusert, kompetent, normalt, jordet segment, i forskjellige versjoner. Du kan ikke sende en Harvard-utdannet til en gruve eller advokat til et metallurgisk verksted. De vil ikke dra dit. Hvem trener slike spesialister nå? Det var en hel næring i Ural,direkte relatert til Minsredmash, er kjemiteknikk. Ural's kraftigste kjemitekniske anlegg.
Det er en paradoksal ting - i dag trener ingen universiteter i Russland spesialister i kjemiteknikk. Og hvordan vil enheter bli designet generelt uten spesialister? De gamle vil forlate. Ta med en prøve til VNIIHT nå, det er ingen som kutter den. Hvis jeg tar feil, skriv at Valery Konstantinovich tar feil. Dette vil være riktig og riktig. Her informerer vi deg om at slikt og et slikt universitet forbereder seg. Jeg vil bare være glad for at jeg tok feil, oppriktig glad. Jeg sier dette av personlig erfaring. Jeg var nylig i Ural og møtte folk som jobber i denne bransjen, dette er deres ord. De sa til meg: "Om fem år kan du glemme at det var en slik industri som kjemiteknikk i Russland." Dette er mennesker som har erfaring med design og oppretting av apparater for kjemiteknikk: spesialtørkere, spesialovner, spaltningsenheter,for kjemisk nedbrytning. Dette er en spesiell gren av teknologi som involverer arbeid med syrer, under termiske forhold, på trykkbeholdere.
Hvorfor trenger du en regissør?
Jeg var daglig leder for de tre største bedriftene i Sredmash. Jeg er stolt av dette og vet hvordan forholdet ble bygget mellom meg, som direktør for foretaket, sjef for sentralstyret og statsråden. Jeg tok avgjørelser innenfor rammen av finansiering og kompetanse som jeg hadde. Og jeg hadde ansvaret for dette. Vi tok avgjørelser, kjørte tester. Berettiget? Ja. Men vi gjorde det. Da begrunnet vi og beviste behovet for slike beslutninger på grunnlag av alt dette. Vi trenger å gjøre dette, vi må implementere det, det ligger i logikken i industriens utvikling, det er nødvendig, og så videre. Nå venter alle på laget fra Moskva, hva skal vi gjøre?
Ethvert system av forhold, ethvert system i industrien, i nasjonal økonomi og hvor som helst - dette er et system av tillit. Hvis du setter en regissør, betyr a) det at du stoler på ham, b) hvis du stoler på ham, gir du ham en viss ramme for fri flyt. Men direktøren, sjefen, som er ansvarlig for produksjonen, for mennesker, for sikkerhetstiltak, for implementeringen av planen, for en million av alle funksjoner, kan ikke hele tiden ringe fra Moskva og trekke tilbake: "ikke gjør det, ikke se her, ikke gå dit". Hvis noe skjer i produksjonen, vil regissøren være ansvarlig, ikke den som trekker ham fra Moskva. Nå kan ikke direktøren for bedriften, unnskyld meg, kjøpe en såpestang. Alt går gjennom Moskva, gjennom anbud. Men i så fall, hvorfor trenger du en regissør? Fjern ham og kommander fra Moskva hva som må gjøres.
Det indonesiske nasjonale atomenergibyrået (BATAN) planlegger å bygge en eksperimentell reaktor (RDE) for testing med toriumbrensel.
Det er et spørsmål om tid
Forskere som er seriøst opptatt av raske reaktorer er ganske klare på at den virkelige oppstarten er planlagt til 2030. Før planlegger ingen noe. Mye problemer. Smeltet bly er en etsende væske. Blystrømmen i kjølerørene er et spørsmål om spørsmål: hva som skjer ved grensesnittet, hva er funksjonene i grenselagene, hvordan masseoverføring og varmeoverføring endres, spørsmål, spørsmål, spørsmål. Faktum er at grenselagene har helt forskjellige fysisk-kjemiske egenskaper, det er helt forskjellige koeffisienter for masseoverføring, varmeoverføring, etc. Bly må være av en viss kvalitet, med det nødvendige oksygeninnholdet. Det er mange spørsmål. Er det svar på disse spørsmålene? Jeg vet ikke. Vi trenger tall, beregninger.
Når det gjelder thorium, avhenger det av hvordan vi organiserer det, hvordan vi ordner alt dette konstruktivt, hva slags logistikk og hvem som skal styre prosjektet. Hvis vi er i stand til å gjøre dette kompetent, vil vi velge spesialister som brenner for ideen om thoriumenergi, vi vil tildele finansiering, en spesiell forskningsreaktor bare for disse formålene, med drivstoffproduksjon, jeg tror vi vil møte det praktiske resultatet på ganske kort tid, som det var på førti- og femtitallet … Laboratoriene har allerede utført en betydelig del av arbeidet med fysikk i kjernen, på prosessering av monazitt med selektiv frigjøring av thorium og produksjon av sjeldne jordarter. Alt som er gjort før, må akkumuleres, analyseres og bringes sammen innenfor rammen av arbeidsgruppen for utvikling av thoriumenergi. Og jobb.
