Среди экологических услуг аналитической лаборатории Регионлаб важное место занимают радиологические исследования, а среди наших клиентов и партнеров есть множество организаций, деятельность которых относят к геологическим и геофизическим изысканиям. Поэтому мы хотим рассказать об одном интересном для будущего ядерной энергетики направлении: перспективах использования тория.
Немного предыстории
Со времен первобытного общества источники и значимость природных ресурсов для человечества менялись много раз: еда, железо, золото… Уже в течение двух веков основу экономики формируют энергоресурсы. В 19 веке главным энергоресурсом был уголь. Им обогревали дома, и тепло было главным. Позднее применили нефть и это привело к развитию автомобильного транспорта.
В последние 60-70 лет нефть и газ — основные энергоресурсы. И доля атома, ветра и солнца в мировой энергетике пока небольшая. Перспективы у энергии ветра и Солнца, как важнейшего источника электроэнергии для человечества, конечно, есть. Однако их нужно концентрировать в одном месте, а это затратно. Сейчас проще их использовать для небольших потребителей — отдельных домов и небольших поселений. Ветряки вместе с солнечными батареями способны закрыть лишь часть потребностей городов в электричестве.
Считаются перспективными и ядерные электростанции. Из-за их большой мощности. Но даже для них сырья хватит ненадолго: по данным исследователей от 2010 года, спрос мировой ядерной энергетики закрывался природным сырьем лишь на 60%. Остальные поставки шли со складских запасов переработанного в топливо для реакторов оружейного урана. К тому же данные Всемирной ядерной ассоциации указывают на возможность исчерпания запасов коммерческих складов уже в начале этого десятилетия.
На фоне роста мирового энергопотребления ожидается увеличение числа атомных электростанций. Например, на рубеже последних двух десятилетий половина новых реакторов запущены в Китае. Таким образом, возникающий недостаток сырья приводит к росту цен на природный уран. Увеличиваются суммарные расходы на геологическую разведку и добычу урана, растут инвестиции в эту сферу.
Однако население планеты, вспоминая тяжкий опыт аварий в Три-Майл-Айленд (1979г.), Чернобыле (1986г.) и Фукусиме (2011г.), видит угрозу в «атоме» и выступает против такого вектора развития мировой энергетики. Какой выход из ситуации предлагают исследователи и ученые?
Перспективный Торий
Самое приемлемое из существующих технологий – это электростанции и моторы, работающие на тории — слаборадиоактивном металле, химическом элементе, названном в честь скандинавского бога грома Тора.
Этот металл был исследован советскими учёными ещё в 1970-75 годах. Дело в том, что использовать его можно долго. А вместе с ним и горы радиоактивных отходов можно будет утилизировать, спокойно перерабатывая их в электроэнергию.
Американские учёные из компании Laser Power Systems разработали даже концепт автомобиля, работающего от этого топлива. Так одной заправки — в количестве восьми граммов — достаточно для ста лет работы машины!
Концепт автомобиля Thorium
Для сравнения — торий дает в 20 млн раз больше энергии, чем уголь или 1 грамм тория даст больше энергии, чем 28 тыс. литров бензина, а из 1 тонны тория можно получить столько же энергии, что из двухсот тонн урана.
Радиоактивных отходов такое топливо не оставляет. Остаётся только около 1% слаборадиоактивного шлака, который через 200 лет станет совсем безопасным. Кстати, инженеры, разрабатывающие для турбогенераторного двигателя технологию «ториевого лазера», утверждают, что опасаться излучения радиоактивного элемента в их двигателе не стоит:
Подумать только! И не нужно жечь нефть в таких количествах. Существующие ядерные электростанции можно переводить на это топливо с малыми затратами.
Если спроектировали даже легковой гоночный автомобиль на таком топливе, тем более выгодно будет перевести все большие машины на него. Создать малые энергетические установки для эксплуатации на труднодоступных территориях и регионах с суровым климатом. И даже отапливать дома.
Да, развитие солнечной и ветровой энергетики тоже сулит большую экономию. Но перспективы энергетики, основанной на тории, поражают.
Распад тория
Месторождения тория
Основным источником для добычи тория является минерал под названием монацит. В этом прочном и устойчивом к механическим повреждениям минерале обычно содержится 3,5-10% оксида тория.
В природе ториевой руды находится в несколько раз больше, чем залежей урана. Только в Америке этих залежей – на тысячу лет! Это из расчета существующей потребности в энергии. Также 30% залежей ториевой руды находится в Австралии и Индии. Известны месторождения в Норвегии, России, Бразилии, Пакистане и других странах.
Проблема использования
В месторождениях тория и кроется основная проблема его использования, а точнее проблема в его добыче. Процесс добычи тория производится сложнее и обходится дороже, чем добыча урана — вскрытие монацита более сложный процесс нежели вскрытие большинства урановых руд, к тому же в разработку урановых месторождений уже вложены и инвестируются огромные средства.
В заключение можно сказать, что споры и разногласия вокруг перспективы использования тория, вероятно будут продолжаться еще долго. Инвесторы не спешат покупать настолько новые технологии и пока сосредоточены на более доступных и традиционных.
