Chiny uruchomiły pierwszy reaktor torowy. To nowa era energetyki jądrowej

O tym, że Państwo Środka planuje wybudować reaktor na pustyni Gobi, która ma skrywać spore złoża toru, często występującego w połączeniu z metalami ziem rzadkich już informowaliśmy. Po raz pierwszy w historii stworzono reaktor, który jako paliwo jądrowe wykorzystuje tor. Tor jest pierwiastkiem uznawanym za bezpieczniejszy i bardziej dostępny niż uran.

To prawdziwa rewolucja energetyczna

W czerwcu 2024 roku Chiny dokonały przełomu w dziedzinie energetyki jądrowej, uruchamiając pierwszy na świecie eksperymentalny reaktor torowy TMSR-LF1. Zlokalizowany w prowincji Gansu na pustyni Gobi, reaktor ten osiągnął pełną moc operacyjną i wszedł w fazę testów długoterminowych. Teraz naukowcom udało się załadować paliwo torowe do działającego reaktora, bez potrzeby jego wyłączania - jako pierwszym na świecie.

Osiągnięcie zostało ogłoszone niedawno przez Xu Hongjie, szef zespołu naukowego odpowiedzialnego za projekt reaktora torowego, podczas zamkniętego spotkania Chińskiej Akademii Nauk (CAS). "Jesteśmy teraz na granicy globalnych innowacji nuklearnych" - powiedział, cytowany przez portal "Nuclear Engineering International". Projekt opracowany przez Chińską Akademię Nauk może zrewolucjonizować sposób, w jaki myślimy o energii jądrowej.

Obejrzyj w

Jak działa reaktor zasilany torem?

Eksperymentalny reaktor, zlokalizowany na pustyni Gobi na zachodzie Chin, wykorzystuje stopioną sól jako nośnik paliwa i chłodziwo, a tor – radioaktywny pierwiastek obficie występujący w skorupie ziemskiej – jako źródło paliwa. Reaktor ten jest zaprojektowany do zrównoważonego generowania 2 megawatów mocy cieplnej. Dzięki temu reaktor może pracować przy ciśnieniu atmosferycznym, co minimalizuje ryzyko jego przegrzania. 

Niektórzy eksperci postrzegają tę technologię jako kolejną rewolucję energetyczną i twierdzą, że jedna kopalnia bogata w tor w Mongolii Wewnętrznej mogłaby teoretycznie zaspokoić potrzeby energetyczne Chin przez dziesiątki tysięcy lat, produkując minimalne ilości odpadów radioaktywnych.

Chińczycy korzystali z amerykańskich badań i technologii

Xu i jego zespół z Shanghai Institute of Applied Physics (SINAP – część CAS) opracowali technologię opartą na odtajnionych badaniach z USA. Wyjaśnił, że naukowcy w Stanach Zjednoczonych budowali i testowali technologię wczesnego stopienia reaktora solnego od lat 60., ale nie rozwinęli go dalej, decydując się skupić na technologii reaktorów wodnych pod ciśnieniem pod ciśnieniem w podwoziu.

Budowa reaktora rozpoczęła się w 2018 roku, a pięć lat później, w październiku 2023 roku, osiągnął on etap krytyczny. Pełną moc uzyskano w połowie 2024 roku. Niedawno udało się załadować nowe zapasy toru do działającego reaktora, co potwierdza zaawansowanie technologiczne projektu. Obecny sukces jest jedynie początkiem dalszych prac. Naukowcy już teraz pracują nad większym reaktorem torowym, który ma generować nawet 10 megawatów energii elektrycznej. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, reaktor ten zostanie uruchomiony do 2030 roku.

Jakie są zalety technologii torowej?

Naukowcy podkreślają, że reaktory torowe generują znacznie mniej długotrwałych odpadów radioaktywnych w porównaniu do tych, które wykorzystują uran. Dodatkowo, tor nie jest odpowiedni do produkcji broni jądrowej, co czyni go bezpiecznym wyborem w miejscach, gdzie wzbogacanie uranu mogłoby budzić obawy dotyczące wykorzystania materiałów radioaktywnych.

Technologia torowa, zastosowana w reaktorze TMSR-LF1, jest uważana za czystszą, bezpieczniejszą i bardziej zrównoważoną w porównaniu do tradycyjnych reaktorów opartych na uranie. Chiny jako pierwsze wdrażają tę technologię w realnym środowisku, co czyni je liderem nowej generacji energetyki jądrowej. "Technologia ma również potencjał do zastosowania w małych, zdalnych jednostkach energetycznych – np. w regionach, gdzie budowa tradycyjnych reaktorów jest nieopłacalna lub niemożliwa."

W październiku 2024 roku chińscy naukowcy po raz pierwszy uzupełnili paliwo torowe w trakcie pracy reaktora, co potwierdziło sukces konwersji toru w środowisku ciekłosolnym. "Pomyślnie wykryto protaktyn-233 – prekursor uranu-233, co potwierdza sukces konwersji toru w środowisku ciekłosolnym."

Czy tor stanie się paliwem przyszłości?

W dobie rosnących napięć geopolitycznych i potrzeby uniezależnienia się od importowanego uranu, tor może stać się strategicznym paliwem przyszłości. Kraje z ograniczonymi zasobami uranu, ale z rezerwami toru, takie jak Indie, Turcja czy Brazylia, mogą wkrótce zwrócić uwagę na chińskie rozwiązania. "Uruchomienie TMSR-LF1 pozycjonuje Chiny jako lidera nowej generacji energetyki jądrowej."

Choć sukces TMSR-LF1 to ważny krok, przed komercjalizacją stoi szereg wyzwań. Chińska Akademia Nauk potwierdziła, że projekt TMSR będzie kontynuowany w kierunku budowy małych reaktorów modułowych (SMR), które mogłyby zasilać lokalne sieci lub przemysł energochłonny.

Uruchomienie TMSR-LF1 może okazać się momentem przełomowym dla energetyki jądrowej – nie tylko w Chinach, ale i globalnie. Tor jako paliwo przyszłości ma potencjał, by zredukować odpady, zwiększyć bezpieczeństwo, a jednocześnie zmienić układ sił na rynku energetycznym.

Źródło: South China Morning Post, Nuclear Engineering International