Valery Konstantinovich Larin, unul dintre cei mai importanți experți din lume în energie de toriu, membru al consiliului de expertiză al revistei „Pești rare”, doctor în științe tehnice, ex-CEO al mai multor dintre cele mai mari întreprinderi din Sredmash, pe codul de încredere, noi oportunități în dezvoltarea Arcticii și și viitorul luminos al energiei nucleare, care nu poate fi imaginat fără utilizarea unui element unic - toriu. Ce este toriu? Care sunt pro și contra? De ce este deja ales alegerea în alte țări? apeluri finale înaintea marelui spectacol, la care s-ar putea să nu primim o invitație dacă astăzi ne ratăm șansa de a crea supertehnologie de toriu pentru o nouă eră tehnologică.
Toriul ca alternativă la uraniu
Toriul este de câteva ori mai abundent în scoarța terestră decât uraniul natural. Toriul și unul dintre izotopii prezenți în el, uraniul-232, pot fi o sursă destul de eficientă în energia nucleară în locul combustibilului larg utilizat pe baza izotopului 235 al uraniului. Energia de toriu are o serie de avantaje colosale. Care? În primul rând, siguranță: nu există exces de reactivitate într-un reactor care folosește toriu ca baterie. Aceasta este o garanție că catastrofele atât de groaznice ca Insula Three Mile din America, precum Cernobîl, precum Fokushima, nu se vor mai repeta niciodată. Chiar și academicianul Lev Feoktistov a scris că orice reactor nuclear care funcționează în configurația și tehnologia actuală are o activitate nebună în exces. De fapt, într-un reactor există câteva zeci sau chiar sute de bombe,ceea ce ne obligă să luăm măsuri foarte serioase pentru protecție: capcane, proiecte speciale etc., ceea ce, desigur, mărește considerabil costul de producție și întreținere. Al doilea avantaj al energiei de toriu este că nu există probleme cu eliminarea deșeurilor. Suntem obligați să reîncărcăm combustibilul în reactoarele VVER actuale la fiecare an și jumătate. Este vorba despre 66 de tone de substanță activă, care trebuie încărcate o singură dată. Mai mult decât atât, gradul de ardere nu este atât de mare, există o mulțime de deșeuri, care sunt pline de o serie de dificultăți. Adică eliminarea secundară a elementelor active, plutoniu este produs în volume mari. Energia de toriu nu are toate acestea. De ce? Thorium are o perioadă de înjumătățire mult mai lungă - în practică, zece ani sau mai mult. Acest lucru asigură o utilizare mai eficientă, costuri mai mici de manipulare,creșterea ICUI și așa mai departe. Da, trebuie recunoscut că, datorită timpului de înjumătățire diferit al toriului, se formează alte actinide, mai active, dar în stadiul actual, această problemă este destul de rezolvabilă. Există însă și avantaje mari. De acord, există o diferență: un an și jumătate și zece ani?
Principalul mineral care conține toriu este monazitul, care conține pământuri rare. Prin urmare, atunci când vorbim despre toriu ca un combustibil pentru energia viitoare, ca următoarea etapă în dezvoltarea energiei nucleare, vom vorbi în mod natural despre prelucrarea complexă a materiilor prime monazite și separarea pământurilor rare - acest lucru face în esență utilizarea de toriu mai economic și mai atractiv. Există un potențial foarte grav pentru dezvoltarea energiei, a economiei și a industriei miniere. Toriul din Rusia este sub formă de nisipuri monazite. Această tehnologie trebuie dezvoltată, testată industrial și, cel mai important, rentabilă. Totul se poate face în laborator.
Problema căutării depozitelor de toriu este similară cu cea a căutării depozitelor de metale rare - capacitatea sa de concentrare este slabă, iar toriu este foarte reticent în a se colecta în orice depozite semnificative, fiind un element foarte împrăștiat al scoarței terestre. Toriul este prezent în cantități mici în granit, sol și sol. De obicei, toriul nu este minat separat, ci este recuperat ca produs secundar în minarea elementelor de pământ rare sau a uraniului. În multe minerale, inclusiv monazitul, torul înlocuiește cu ușurință un atom de un element de pământ rar, ceea ce explică afinitatea toriu cu pământuri rare.
Trebuie să ne dezvoltăm propria producție
Video promotional:
La un moment dat, Efim Pavlovici Slavsky și Igor Vasilievici Kurchatov i-au fost transmise rapoarte că este necesar să treacă la ciclul de toriu. Și energia electrică de toriu a fost realizată experimental: reactoarele funcționau la Mayak și în Germania. Dar, în același timp, a fost necesară dezvoltarea unei direcții militare legate de energie și, în consecință, s-a lucrat la plutoniu, iar programul de toriu a fost înghețat. Prin urmare, decizia, care a fost luată de președintele nostru, este necesară începerea lucrărilor în această direcție, consolidarea și, poate, chiar accelerarea, este foarte corectă și în timp util. Astăzi, nimeni nu ne va oferi o a doua șansă. China, India și țările scandinave au un program foarte seriu de toriu. În curând toată lumea va ajunge atât de departe încât nu vom mai lua pas cu nimeni. China a mers până acum în dezvoltarea industriei de pământuri rare cu baza sa de minereu,că astăzi nu vom speria China. Am putea să luăm pasul cu China și am fost obligați să facem totul pentru ca China de la noi, cel puțin un pas, două să fie menținute pe fundal în inginerie nucleară, în tehnologii nucleare. Dar, din păcate, cedăm și aici. China este dornică să intre pe piață cu reactoarele sale nucleare, cu propria sa tehnologie. Și pot să vă asigur că, având în vedere poziția pe care o avem acum, vom pierde această luptă.
Aceștia oferă deja reactoare cu putere redusă și, din păcate, să recunoaștem, vor industrializa instalațiile de reactor plutitoare mai repede decât noi - tovarășii noștri ministeriali sunt foarte interesați de aceste reactoare, în loc să își dezvolte propria producție. Trebuie să ne dezvoltăm. De exemplu, reactoarele cu gaz, reactoarele cu răcire cu gaz la temperaturi ridicate sunt, de fapt, o direcție foarte promițătoare. Dar din anumite motive facem și acest lucru foarte încet, timid, inert.
Din păcate, de-a lungul anilor 1990, am fost dominați de ideologia că este mai ușor și mai ieftin să cumpărăm pământuri rare, de exemplu, în China, decât să ne fabricăm propriul produs.
Prognoza producției mondiale de energie nucleară folosind diferite tipuri de reactoare:
Cât costă combustibilul nou
Producătorii sunt conservatori. Iar conservatorismul lor este justificat. Filosofia lucrătorului de producție este clară: am o producție care funcționează bine, lucrez, sunt responsabil pentru plan, pentru producție, pentru oamenii care lucrează. Orice inovație îmi aduce riscuri. Riscuri de ceva nou, care trebuie testat și, în același timp, sunt întotdeauna posibile unele defecțiuni, suprapuneri, etc. Am nevoie? Aș prefera să trăiesc în pace. Prin urmare, conflictul unor astfel de interese: dezvoltarea, promovarea noului și punctul de vedere al unui lucrător de producție conservator, a fost întotdeauna, este și va fi. Un alt lucru este că este necesar să-l depășim în mod inteligent.
Astăzi există soiuri de combustibil de uraniu: azot, ceramică, combustibil cu adăugarea de pământuri rare. Un număr foarte mare de opțiuni. Și asta se face fără niciun cost, fără bani? Absolut nu. Pentru a obține un combustibil nou pe bază de toriu, este necesară dezvoltarea unei tehnologii pentru fabricarea acestor materiale. Și înainte de a spune că energia de toriu este mult mai scumpă decât uraniul, trebuie să facem un lucru simplu - o analiză economică comparativă. De exemplu, dacă o topire de fluorură de toriu este folosită ca combustibil pentru un reactor, atunci mi se pare că nu este atât de scump să obțineți fluoruri de toriu. Dacă primim combustibil sub formă de elemente sferice - aceasta este a doua opțiune, ceramica - a treia opțiune. Mai mult, vorbim aici, în primul rând, despre materii prime, despre monazit,iar problema prețului va fi stabilită ținând cont de utilizarea complexă. Adică extragerea întregii cantități de pământuri rare, uraniu și zirconiu din monazit - toate acestea vor reduce serios costurile de producere a combustibilului pe baza de toriu.
Proiectarea primului reactor nuclear din toriu dezvoltat la Centrul de Cercetare a Energiei Nucleare din Bhaba din Mumbai, India, pentru a utiliza celule de combustibil de toriu pentru producerea de energie comercială.
Un pic despre reactoarele rapide. Nu contează prin ce tehnologie, pe ce reactor, în ce versiune de proiectare pentru a utiliza neutroni rapizi, pentru a aprinde materialul natural - într-o cantitate sau alta, deșeuri vor fi totuși generate. Și deșeurile trebuie reciclate. Dacă vorbim despre puritatea metodologiei și conceptelor, ca atare, nu există un ciclu închis și nu poate fi. Însă, în opțiunea de energie cu toriu, vor exista deșeuri mai puțin active care trebuie reciclate.
Sunt convins că, în orice caz, vom trece treptat la energia de toriu, mai ales că ultimele studii și calcule ale fizicienilor Universității Politehnice Tomsk, calculul teoretic al miezului, arată că este posibilă o tranziție evolutivă la energia de toriu în raport cu instalațiile de reactoare cu apă ușoară. Adică nu o revoluție imediată, ci un transfer treptat al miezului de reactoare cu apă ușoară existentă cu o înlocuire parțială a miezului de la combustibil de uraniu la toriu.
Centrul de cercetare a energiei nucleare Bhaba (India)
Înainte de a atârna timbre că acest lucru este rău, iar acest lucru este bun, trebuie să abordați serios afacerea reală. Să zicem că facem câteva tije de combustibil și îl rulăm pe toate standurile de testare. Eliminați toate caracteristicile fizicii nucleare. Trebuie făcute multe cercetări și pe termen lung. Și cu cât amânăm în continuare, argumentând că este dificil și dificil, cu atât vom rămâne în urmă în dezvoltare. Trebuie să faci totul la timp. La un moment dat, Sredmash s-a angajat în acest sens, a primit toriu metalic la întreprinderile noastre, iar aceste tehnologii erau disponibile. Este necesar să ridicați vechea experiență, rapoarte vechi, probabil că sunt toate păstrate în arhive, iar experții o vor găsi. Ținând cont de ceea ce s-a făcut și de oportunități noi, este necesar să continuăm acest lucru.
Câteva depozite de toriu în Rusia:
- Tugan și Georgievskoe (regiunea Tomsk)
- Ordynskoe (regiunea Novosibirsk)
- Lovozerskoe și Khibinskoe (regiunea Murmansk)
- Ulug-Tanzekskoe (Republica Tyva)
- Kiyskoe (teritoriul Krasnoyarsk)
- Tarskoe (regiunea Omsk)
- Tomtorskoe (Yakutia)
Toriul pentru zona arctică și nu numai
Există o nevoie uriașă de centrale seriale mobile și staționare de putere ultra-mică și mică (de la 1 la 20 MW), care pot fi utilizate ca surse de energie și căldură în dezvoltarea teritoriilor de nord, în dezvoltarea de noi depozite acolo, precum și în furnizarea de energie electrică către garnizoanele militare îndepărtate. și mari baze navale în flotele de Nord și Pacific. Aceste instalații ar trebui să aibă o perioadă de funcționare cât mai lungă fără a reîncărca combustibilul nuclear, în timpul funcționării lor nu ar trebui să acumuleze plutoniu, ar trebui să fie ușor de întreținut. Acestea nu pot funcționa în ciclul uraniu-plutoniu, deoarece plutoniu se acumulează în timpul utilizării sale. În acest caz, o alternativă promițătoare la uraniu este utilizarea torului.
Problema energetică din Arctica este problema numărul unu. Și acest lucru trebuie făcut absolut clar. În momentul de față, în Zhodino, dragii noștri prieteni din Belarus au făcut cel mai mare BelAZ din lume, cu o capacitate de transport de 450 de tone. Pentru ca acest "BelAZ" să funcționeze normal, toate seturile sale de roți sunt acționate separat, fiecare roată are un motor separat. Dar pentru a obține energie electrică, există două dizeluri uriașe care conduc generatoare electrice, distribuie totul acestor motoare electrice. Să facem un mic reactor de toriu și nu trebuie instalat direct pe acest BelAZ. Puteți face diferite opțiuni. De exemplu, ar fi foarte eficient să utilizăm reactoare de toriu cu putere redusă pentru a produce hidrogen. Și transferă toate motoarele la hidrogen. În acest sens, teoretic obținem o imagine strălucitoare,deoarece prin arderea hidrogenului obținem apă. Energie absolut „verde” la care visează toată lumea. Sau vom face centrale nucleare bazate pe reactoare cu putere redusă. Odată cu dezvoltarea și explorarea ulterioară a reactoarelor locale mobile din Arctica, instalațiile de reactor cu putere redusă vor oferi, din punctul meu de vedere, un efect economic național nebun. Doar nebun. Acestea ar trebui să fie exact mobile, locale, mobile. Și cred că nu este atât de dificil să faci reactoare cu putere redusă pe toriu, cu o perioadă de suprasarcină de zece ani sau mai mult în Arctica. Da, este posibil să facem reactoare cu putere redusă folosind tehnologiile existente: să luăm reactoarele pe care le avem în marină, pe submarine și nave cu energie nucleară. Să le punem. Să începem să exploatăm. Toate acestea se pot face. Dar dificultăți în funcționare și dezafectare,încărcarea, descărcarea și îndepărtarea în condiții dure ale latitudinilor nordice vor complica foarte mult utilizarea acestui tip de instalație.
Un alt exemplu bun. În uriașele cariere Yakut din Alrosa, la subdiviziunile miniere din Lebedinsky GOK, folosim vehicule grele BelAZ sau Caterpillar pentru mineritul de fier și există o mare problemă de aerisire a carierelor din emisiile de eșapament și după explozii masive pentru ruperea minereului. Ce se aplică? Până la motoarele cu elicoptere ale aeronavelor, dar funcționează și cu combustibil fosil, kerosen etc., la rândul său, are loc poluarea secundară a carierei. La trecerea la vehicule cu reactoare pe bază de toriu, nu este necesară ventilarea gropilor deschise, nu este nevoie de depozitele de combustibili și lubrifianți etc.
Este un șoc pentru mine, atunci când Rusia, succesorul legal al Uniunii Sovietice, nu este în măsură să ofere industriei sale nucleare o componentă naturală, materiile prime de uraniu. Nu înțeleg acest lucru, dar am fost crescut la o școală veche și nu am lucrat nicăieri, cu excepția lui Sredmash. Nu este o glumă, cu ceva timp în urmă, judecând după sursele oficiale ale Rosatom, am fost nevoiți să cumpărăm materii prime în Australia.
Întreprinderile ruse, spun ei, nu sunt profitabile, dar, în acest caz, de ce sunt profitabile întreprinderile similare din Ucraina, unde, de asemenea, exploatarea subterană și conținutul de metale din minereuri sunt similare cu ale noastre? Probabil, nevoia a venit, statul trebuie să aibă rezerve de stat de materiale strategice pentru dezvoltarea energiei nucleare, precum și pentru industrie în general. Ținând cont de astfel de trucuri care au loc (sancțiuni etc.), putem fi puse într-o poziție foarte dependentă, foarte incomodă, dependentă în orice moment.
În cazul în care este vorba despre chestiuni de principiu, despre securitatea statului, nu numai din punct de vedere al capacității de apărare, securitatea statului este un concept capabil și uriaș și nu este vorba doar despre arme. Aceasta include mâncarea și alte lucruri strategice.
Centrale nucleare plutitoare - unul dintre cele mai promițătoare proiecte pentru dezvoltarea Arcticii - ar putea fi bine echipat cu reactoare de toriu, mici și „cu joc lung”.
Unde este sediul analiștilor și specialiștilor?
Mi se pare că în orice minister ar trebui să existe un fel de sediu de analiști, consilieri, cardinali cenușii, dacă doriți, chemați-i orice doriți, care ar trebui să analizeze o serie uriașă de informații și să separe grâul de pleavă, determinând strategia de dezvoltare. Din păcate, mai ales astăzi, deciziile sunt adesea luate fără analize adecvate. Conducerea industriei ar trebui să se angajeze în analiză și planificare strategică, înțelegând clar în ce direcție industria se va dezvolta în continuare. Și acest lucru ar trebui să se bazeze pe o analiză corectă.
Vestea proastă este că am uitat cu adevărat de conceptul de „metale critice”, despre ceea ce este necesar pentru dezvoltarea industriei nucleare, pentru funcționarea sa neîntreruptă. După înțelegerea mea, litiu, beriliu, litiu sunt nevoiți, este nevoie de un grup greu greoi - acestea sunt neodim, praseodim, disprosiu. Aceste elemente sunt cu adevărat necesare pentru următorii 5-10-15 ani. Da, am stabilit că avem nevoie de aceste elemente. Voi pune o întrebare simplă: domnilor șefi, domnilor tehnologi, am primit aceste elemente. Ce vom face cu ei? Avem o industrie secundară pregătită să producă produse din aceste elemente? Cine va face dacă aceste afaceri vor exista? În primul rând, ne pot spune că da, am făcut prototipuri. Întrebarea este diferită. Ați făcut ceva care să fie competitiv? Acest produs este rus și va fi un produs mai bun în caracteristicile sale decât germanul,etc? Este ca un televizor. Pentru dumneavoastră, în calitate de consumator, vom pune un televizor rus și un televizor japonez. Sunt sigur că vei cumpăra japonezi. Aceasta este întrebarea - industria este gata să folosească pământuri rare corect și în direcția corectă. Suntem gata să realizăm un produs competitiv din ele sau am produs pământuri rare pentru a vinde pe piață? China cu pământurile noastre rare nu ne va lăsa să intre pe piață. Iată un complex de probleme pe care trebuie să le rezolvăm într-o manieră cuprinzătoare, dar declarăm doar.sa vinzi pe piata? China cu pământurile noastre rare nu ne va lăsa să intre pe piață. Iată un complex de probleme pe care trebuie să le rezolvăm într-o manieră cuprinzătoare, dar declarăm doar.sa vinzi pe piata? China cu pământurile noastre rare nu ne va lăsa să intre pe piață. Iată un complex de probleme pe care trebuie să le rezolvăm într-o manieră cuprinzătoare, dar declarăm doar.
Dar mult mai rău este îmbătrânirea personalului, potențial în minister, în corporația de stat. Și acest lucru, din păcate, este evident mai ales în divizia de materii prime. Și diviziunea materiilor prime este coloana vertebrală. Dacă nu aveți materii prime, nu va fi nimic din care să faceți ceva. Se poate construi fier, dar cum poate fi alimentat fierul? Nu spunem în zadar că trebuie să ne gândim și să luăm în considerare varietatea surselor de materii prime, inclusiv toriu. Alături de aceasta, nu trebuie să uităm de uraniu, nu trebuie să uităm de rezervele acumulate (componenta naturală 238 în diferite forme). Toate acestea trebuie utilizate într-un segment îngustat, competent, normal, împământat, în diferite versiuni. Nu poți trimite un absolvent de la Harvard la o mină sau un avocat la un atelier metalurgic. Nu vor merge acolo. Cine instruiește astfel de specialiști acum? În Ural a existat o întreagă industrie,legat direct de Minsredmash, este inginerie chimică. Cele mai puternice uzine de inginerie chimică din Urale.
Este un lucru paradoxal - astăzi nicio universitate din Rusia nu antrenează specialiști în inginerie chimică. Și cum vor fi proiectate dispozitivele în general fără specialiști? Bătrânii vor pleca. Aduceți o mostră la VNIIHT acum, nu este nimeni care să o taie. Dacă greșesc, scrie că Valery Konstantinovici greșește. Acest lucru va fi corect și corect. Aici vă informăm că o astfel de universitate se pregătește. Nu mă voi bucura decât că am greșit, sincer bucuros. Spun asta din experiența personală. Am fost recent în Urals și m-am întâlnit cu oameni care lucrează în această industrie, acestea sunt cuvintele lor. Mi-au spus: „În cinci ani, puteți uita că în Rusia a existat o astfel de industrie ca ingineria chimică”. Este vorba despre persoane care au experiență în proiectarea și crearea dispozitivelor pentru inginerie chimică: uscătoare speciale, cuptoare speciale, unități de descompunere,pentru descompunerea chimică. Aceasta este o ramură specială a tehnologiei care implică lucrul cu acizi, în condiții termice, pe recipiente sub presiune.
De ce ai nevoie de un director?
Am fost directorul general al celor mai mari trei întreprinderi ale Sredmash. Sunt mândru de acest lucru și știu cum s-a construit relația între mine, ca director al întreprinderii, șeful consiliului central și ministru. Am luat decizii în cadrul finanțării și competenței pe care le-am avut. Și am fost responsabil pentru asta. Am luat decizii, am dat teste. Justificat? Da. Dar am făcut-o. Apoi, pe baza tuturor acestor lucruri, am justificat și am demonstrat nevoia unor astfel de decizii. Trebuie să facem acest lucru, trebuie să îl implementăm, este în logica dezvoltării industriei, este necesar și așa mai departe. Acum toată lumea așteaptă echipa din Moscova, ce ar trebui să facem?
Orice sistem de relații, orice sistem din industrie, în economia națională și oriunde - acesta este un sistem de încredere. Dacă pui un director, atunci a) înseamnă că ai încredere în el, b) dacă ai încredere în el, îi dai un anumit cadru pentru plutirea liberă. Dar directorul, comandantul, care este responsabil pentru producție, pentru oameni, pentru măsurile de siguranță, pentru punerea în aplicare a planului, pentru un milion din toate funcțiile, nu poate să sune constant de la Moscova și să retragă: „nu face asta, nu te uita aici, nu merge acolo”. Dacă se întâmplă ceva în producție, regizorul va fi responsabil, nu cel care îl trage de la Moscova. Acum, directorul întreprinderii, scuză-mă, nu poate cumpăra o bară de săpun. Totul trece prin Moscova, prin licitații. Dar dacă da, de ce ai nevoie de un director? Îl îndepărtați și poruncește de la Moscova ce trebuie făcut.
Agenția Națională pentru Energie Atomică din Indonezia (BATAN) intenționează să construiască un reactor experimental (RDE) pentru testarea utilizării combustibilului de toriu.
Este o întrebare de timp
Oamenii de știință care sunt serios preocupați de reactoarele rapide sunt destul de clare că adevărata pornire este programată pentru 2030. Înainte, nimeni nu plănuiește nimic. O mulțime de probleme. Plumbul topit este un lichid coroziv. Fluxul de plumb în tuburile de răcire este o întrebare: ce se întâmplă la interfață, care sunt caracteristicile straturilor de delimitare, cum se schimbă transferul de masă și transferul de căldură, întrebări, întrebări, întrebări. Faptul este că straturile de delimitare au proprietăți fizico-chimice complet diferite, există coeficienți complet diferiți de transfer de masă, transfer de căldură etc. Plumbul trebuie să fie de o anumită calitate, cu conținutul necesar de oxigen. Sunt multe întrebări. Există răspunsuri la aceste întrebări? Nu stiu. Avem nevoie de numere, calcule.
Cât despre toriu, totul depinde de modul în care îl organizăm, de cum aranjăm toate acestea în mod constructiv, ce fel de logistică și cine va gestiona proiectul. Dacă reușim să facem acest lucru în mod competent, vom selecta specialiști care sunt pasionați de ideea energiei de toriu, vom aloca finanțare, un reactor special de cercetare numai pentru aceste scopuri, cu producție de combustibil, cred că vom îndeplini rezultatul practic într-un timp destul de scurt, așa cum a fost în anii patruzeci și cincizeci … Laboratoarele au realizat deja o parte semnificativă a lucrărilor asupra fizicii miezului, la prelucrarea monazitului cu eliberarea selectivă de toriu și la producerea de pământuri rare. Tot ceea ce s-a făcut înainte trebuie acumulat, analizat și reunit în cadrul grupului de lucru pentru dezvoltarea energiei de toriu. Si munca.
