Valery Konstantinovich Larin, jeden z předních světových odborníků na energii thoria, člen odborné rady časopisu Rare Lands, doktor technických věd, bývalý generální ředitel několika největších podniků Sredmashu, o kodexu důvěry, nových příležitostech v rozvoji Arktidy, o vývoji a jasnou budoucnost jaderné energie, kterou si nelze představit bez použití jedinečného prvku - thoria. Co je thium? Jaké jsou jeho výhody a nevýhody? Proč je thorium již vybráno v jiných zemích? závěrečná volání před velkou show, na kterou možná nedostaneme pozvání, pokud nám dnes chybí naše šance vytvořit supertechnologii thoria pro nový technologický věk.
Thorium jako alternativa k uranu
Thorium je v zemské kůře několikrát hojnější než přírodní uran. Thorium a jeden z izotopů v něm přítomných, uran-232, může být dosti účinným zdrojem v jaderné energii místo široce používaného paliva založeného na 235. izotopu uranu. Energie thoria má řadu obrovských výhod. Kteří? Zaprvé, bezpečnost: v reaktoru používajícím thium jako baterii neexistuje nadměrná reaktivita. To je záruka, že takové strašné katastrofy, jako je ostrov Three Mile Island v Americe, jako je Černobyl, jako je Fokushima, se nebudou opakovat. Dokonce i akademik Lev Feoktistov napsal, že jakýkoli jaderný reaktor pracující v dnešní konfiguraci a technologii má šílenou nadměrnou aktivitu. Ve skutečnosti je v jednom reaktoru několik desítek nebo dokonce stovek bomb,což nás nutí k přijetí velmi závažných opatření na ochranu: pasti, speciální konstrukce atd., což samozřejmě výrazně zvyšuje náklady na výrobu a údržbu. Druhou výhodou energie thoria je, že neexistují žádné problémy s likvidací odpadu. Jsme nuceni každé jeden a půl roku doplňovat palivo v současných reaktorech VVER. Jedná se o 66 tun účinné látky, která musí být naložena jednou. Navíc stupeň vyhoření není tak vysoký, existuje spousta odpadu, což je spojeno s řadou obtíží. Mám na mysli sekundární likvidaci aktivních prvků, plutonium se vyrábí ve velkých objemech. Energie thoria toto vše nemá. Proč? Thorium má mnohem delší poločas - v praxi deset a více let. To zajišťuje efektivnější použití, nižší náklady na manipulaci,zvýšení ICUI a tak dále. Ano, je třeba připustit, že v důsledku odlišného poločasu thoria vznikají další aktinidy, aktivnější, ale v současné fázi je tento problém docela řešitelný. Existují však i velké výhody. Souhlasíte, existuje rozdíl: jeden a půl roku a deset let?
Hlavním minerálem obsahujícím thium je monazit, který obsahuje vzácné zeminy. Proto, když hovoříme o thoriu jako o energii pro budoucí energii, jako o další fázi vývoje jaderné energie, budeme se přirozeně soustředit na komplexní zpracování monazitových surovin a separaci vzácných zemin - to v podstatě činí použití thoria komerčně ekonomičtější a atraktivnější. Existuje velmi vážný potenciál pro rozvoj energetiky, hospodářství a těžebního průmyslu. Thorium v Rusku je ve formě monazitových písků. Tato technologie musí být průmyslově vyvinuta, vyzkoušena a co je nejdůležitější, nákladově efektivní. V laboratoři je možné vše.
Problém hledání ložisek thoria je podobný problému hledání ložisek kovů vzácných zemin - jeho schopnost koncentrace je slabá a thorium se velmi zdráhá shromažďovat jakékoli významné ložiska, což je velmi rozptýlený prvek zemské kůry. Thorium je přítomno v malém množství v žule, půdě a půdě. Thorium se obvykle těží samostatně, získává se jako vedlejší produkt při těžbě prvků vzácných zemin nebo uranu. V mnoha minerálech, včetně monazitu, thium snadno nahrazuje atom prvku vzácných zemin, což vysvětluje afinitu thoria ke vzácným zeminám.
Musíme vyvinout vlastní výrobu
Propagační video:
Najednou byly Efimovi Pavlovičovi Slavskému a Igorovi Vasilyevičovi Kurchatovovi napsány zprávy, že bylo nutné přejít na cyklus thoria. Experimentálně bylo provedeno energetické inženýrství thoria: reaktory fungovaly v Mayaku a v Německu. Současně však bylo nutné vyvinout vojenské směřování související s energií a podle toho pracovat na plutonia a program thoria byl zmrazen. Proto rozhodnutí, které učinil náš předseda, že je nezbytné zahájit práce tímto směrem, posílit a možná i urychlit, je velmi správné a včasné. Dnes nám nikdo nedá druhou šanci. Čína, Indie a skandinávské země mají velmi seriózní program thoria. Brzy každý půjde tak daleko, že s nikým nedojdeme. Čína šla doposud ve vývoji průmyslu vzácných zemin se svou rudnou základnou,že to dnes nebudeme vyděsit Čínu. Mohli bychom dohonit Čínu a byli jsme povinni udělat vše pro to, aby Čína od nás, alespoň jeden krok, dva byli drženi v pozadí v jaderném inženýrství, v jaderných technologiích. Ale bohužel zde také ustupujeme. Čína touží vstoupit na trh pomocí svých jaderných reaktorů, s vlastní technologií. A mohu vás ujistit, že vzhledem k postavení, které nyní máme, ztratíme tento boj.
Už nabízejí nízkoenergetické reaktory a, bohužel, průmyslově budou plovoucí reaktorové jednotky industrializovat rychleji než my - naši reaktoroví soudruzi se o tyto reaktory velmi zajímají, místo aby vyvíjeli vlastní výrobu. Musíme se rozvíjet. Například plynové reaktory, vysokoteplotní plynem chlazené reaktory jsou ve skutečnosti velmi slibným směrem. Ale z nějakého důvodu to také děláme velmi pomalu, plachě, inertně.
Bohužel, v průběhu devadesátých let nám dominovala ideologie, že je snazší a levnější koupit vzácné zeminy, například v Číně, než vyrábět náš vlastní produkt.
Prognóza světové výroby jaderné energie pomocí různých typů reaktorů:
Kolik stojí nové palivo
Producenti jsou konzervativci. A jejich konzervatismus je oprávněný. Filozofie produkčního pracovníka je jasná: mám dobře fungující produkci, pracuji, jsem zodpovědný za plán, za výrobu, za lidi, kteří pracují. Jakákoli inovace mi přináší rizika. Rizika něčeho nového, co musí být vyzkoušeno, a zároveň jsou vždy možné nějaké poruchy, překrývání atd. Potřebuji to? Raději bych žil v míru. Konflikt těchto zájmů: vývoj, propagace nového a hlediska konzervativního produkčního pracovníka, to vždy bylo, je a bude. Další věc je, že je nutné ji inteligentně překonat.
Dnes existují palety uranového paliva: nitrid, keramika, palivo s přídavkem vzácných zemin. Velmi velké množství možností. A dělá se to bez jakýchkoli nákladů, bez peněz? Rozhodně ne. Pro získání nového paliva na bázi thoria je nezbytné vyvinout technologii pro výrobu těchto materiálů. A než řekneme, že energie thoria je mnohem dražší než uran, musíme udělat jednoduchou věc - srovnávací ekonomickou analýzu. Například, pokud se tavenina fluoridu thoria používá jako palivo pro reaktor, zdá se mi, že není tak drahé získat fluoridy thoria. Pokud dostaneme palivo ve formě sférických prvků - to je druhá možnost, keramika - třetí možnost. Kromě toho zde mluvíme především o surovinách, o monazite,a otázka ceny bude stanovena s ohledem na komplexní použití. To znamená, že těžba celého množství vzácných zemin, uranu a zirkonia z monazitu - to vše vážně sníží náklady na výrobu paliva na bázi thoria.
Návrh prvního jaderného reaktoru thoria na světě, který byl vyvinut ve výzkumném středisku pro výzkum jaderné energie v Bhabě v Bombaji v Indii, aby se pro komerční výrobu energie použily palivové články thoria.
Trochu o rychlých reaktorech. Nezáleží na tom, jakou technologií, na jakém reaktoru, v jaké konstrukční verzi použít rychlé neutrony, zapálit přírodní materiál - v jednom nebo jiném množství bude stále vznikat odpad. A odpad musí být recyklován. Pokud mluvíme o čistotě metodologie a konceptů, neexistuje žádný uzavřený cyklus a nemůže být. Ale ve variantě energie thoria bude méně aktivní odpad, který musí být recyklován.
Jsem přesvědčen, že v každém případě budeme postupně přecházet na energii thoria, zejména proto, že nejnovější studie a výpočty fyziků Tomsk Polytechnic University, teoretický výpočet jádra, ukazují, že je možný evoluční přechod k energii thoria ve vztahu k zařízením lehkých vodních reaktorů. To není bezprostředně revoluce, ale postupný přenos jádra stávajících lehkých vodních reaktorů s částečnou výměnou jádra z uranového paliva do thoria.
Výzkumné centrum jaderné energie Bhaba (Indie)
Před zavěšením známek, že je to špatné a že je to dobré, musíte vážně řešit skutečný obchod. Řekněme, že vyrobíme pár palivových tyčí a všechno to provozujeme na zkušebních stanovištích. Odstraňte všechny charakteristiky jaderné fyziky. Je třeba udělat hodně výzkumu a dlouhodobě. A čím dále zpožďujeme, argumentujeme, že je to obtížné a obtížné, tím více zaostáváme ve vývoji. Musíte udělat vše včas. Najednou se toho Sredmash zabýval, v našich podnicích obdržel kovové thium a tyto technologie byly k dispozici. Je třeba rozšířit staré zkušenosti, staré zprávy, ty jsou pravděpodobně všechny uchovány v archivech a experti to najdou. S ohledem na to, co bylo učiněno a na nové příležitosti, je nutné pokračovat v celé této věci.
Některé vklady thoria v Rusku:
- Tugan a Georgievskoe (oblast Tomsk)
- Ordynskoe (Novosibirská oblast)
- Lovozerskoe a Khibinskoe (Murmanská oblast)
- Ulug-Tanzekskoe (Republika Tyva)
- Kijsko (Krasnojarské území)
- Tarskoe (Omsk region)
- Tomtorskoe (Jakutsko)
Thorium pro Arktidu i mimo ni
Existuje obrovská potřeba sériových mobilních a stacionárních elektráren s velmi nízkým a nízkým výkonem (od 1 do 20 MW), které lze použít jako zdroje energie a tepla při rozvoji severních území, při vývoji nových ložisek v nich a při dodávce elektřiny do vzdálených vojenských posádek. a velké námořní základny v severních a tichomořských loďstvech. Tato zařízení by měla mít co nejdelší dobu provozu bez doplňování jaderného paliva, během jejich provozu by se nemělo hromadit plutonium, měla by být snadno udržovatelná. Nemohou pracovat v cyklu uran-plutonium, protože během jeho používání se hromadí plutonium. V tomto případě je slibnou alternativou k uranu použití thoria.
Energetický problém v Arktidě je problém číslo jedna. A to se musí dělat naprosto jasně. Právě teď v Zhodinu naši milí bělorusští přátelé vyrobili největší BelAZ na světě s nosností 450 tun. Aby tento „BelAZ“fungoval normálně, všechny jeho dvojkolí jsou poháněny samostatně, každé kolo má samostatný motor. Aby však bylo možné získat elektřinu, existují dva obrovské dieselové motory, které pohánějí elektrické generátory, které distribuují všechno do těchto elektrických motorů. Udělejme malý thóriový reaktor a nemusí být instalován přímo na tomto BelAZ. Můžete si vybrat různé možnosti. Například by bylo velmi efektivní používat reaktory s nízkým výkonem pro thium k výrobě vodíku. A převeďte všechny motory na vodík. V tomto ohledu teoreticky získáme skvělý obrázek,protože spalováním vodíku získáme vodu. Absolutně „zelená“energie, o které všichni sní. Nebo vyrobíme jaderné elektrárny založené na nízkoenergetických reaktorech. S dalším rozvojem a zkoumáním arktických mobilních místních reaktorů budou nízkoenergetické reaktorové elektrárny podle mého názoru bláznivé národní hospodářské účinky. Prostě šílené. Měly by být přesně mobilní, místní, mobilní. A myslím si, že není tak těžké vyrobit reaktory s nízkým výkonem na thiu s dobou přetížení deset a více let v Arktidě. Ano, je možné vyrobit reaktory s nízkým výkonem pomocí stávajících technologií: vezmeme reaktory, které máme v námořnictvu, na ponorkách a na jaderné lodě. Nasadíme je. Začněme využívat. To vše lze udělat. Problémy s provozem a vyřazováním z provozu,nakládání, vykládání a odstraňování v drsných podmínkách severních šířek bude použití tohoto typu instalace velmi komplikovat.
Další dobrý příklad. V obrovských yakutských lomech v Alrosa, v těžebních subdivizích Lebedinsky GOK, používáme těžařská vozidla BelAZ nebo Caterpillar pro těžbu železné rudy, a je zde velký problém s vypouštěním lomů z emisí výfukových plynů a po masivních explozích rozbití rudy. Co se používá? Až do motorů vrtulníků letadel, ale také na fosilní paliva, petrolej atd., Dochází k druhotnému znečištění lomu. Při přechodu na vozidla s reaktory na bázi thoria není nutné větrat otevřené jímky, sklady pohonných hmot a maziv nejsou potřeba atd.
Je pro mě šok, když Rusko, právní nástupce Sovětského svazu, není schopno poskytnout svému jadernému průmyslu přírodní složku, uranové suroviny. Nerozumím tomu, ale byl jsem vychován ve staré škole a nepracoval jsem nikde kromě Sredmashu. Není to vtip, před časem, soudě podle oficiálních zdrojů Rosatomu, jsme byli nuceni nakupovat suroviny v Austrálii.
Ruské podniky říkají, že jsou nerentabilní, ale v tomto případě, proč jsou podobné podniky na Ukrajině, kde jsou rentabilní také podzemní těžba a obsah kovů v rudě podobné našemu? Pravděpodobně nastala potřeba, stát potřebuje státní rezervy strategických materiálů pro rozvoj jaderné energie i pro průmysl obecně. Bereme-li v úvahu takové triky, které se odehrávají (sankce atd.), Můžeme se kdykoli dostat do velmi, velmi nepříjemného a závislého postavení.
Pokud jde o principiální záležitosti, o bezpečnost státu, nejen z hlediska obranných schopností, je státní bezpečnost prostorným a obrovským konceptem a nejde jen o zbraně. To zahrnuje jídlo a další strategické věci.
Plovoucí jaderné elektrárny - jeden z nejslibnějších projektů rozvoje Arktidy - mohl být dobře vybaven triovými reaktory, malými a „dlouhými“.
Kde sídlí analytici a specialisté?
Zdá se mi, že pod jakýmkoli ministerstvem by mělo být jakési ústředí analytiků, poradců, šedých kardinálů, pokud chcete, zavolejte jim, co se vám líbí, kdo by měl analyzovat obrovské množství informací a oddělit pšenici od plev, čímž by se určila strategie rozvoje. Bohužel, zejména dnes, se rozhodnutí často přijímají bez řádné analýzy. Vedení tohoto odvětví by se mělo zabývat analytikou a strategickým plánováním a mělo by jasně pochopit, jakým směrem se bude průmysl dále rozvíjet. A to by mělo být založeno na správné analýze.
Špatnou zprávou je, že jsme opravdu zapomněli na koncept „kritických kovů“, na to, co je zapotřebí pro rozvoj jaderného průmyslu, pro jeho nepřetržitý provoz. Podle mého chápání jsou yttrium, berylium, lithium nezbytně nutné, středně těžká skupina je nutně potřebná - jedná se o neodym, praseodym, dysprosium. Tyto prvky jsou skutečně potřebné pro příštích 5–10–15 let. Ano, rozhodli jsme se, že tyto prvky potřebujeme. Položím jednoduchou otázku: pánové šéfové, pánové technologové, tyto prvky jsme obdrželi. Co s nimi budeme dělat? Máme sekundární průmysl připraven vyrábět výrobky z těchto prvků? Kdo bude dělat, pokud tyto podniky existují? Nejprve nám mohou říct, že ano, vyrobili jsme prototypy. Otázka je jiná. Udělali jste něco, co je konkurenceschopné? Tento produkt je ruský a bude to produkt, který má lepší vlastnosti než německý,atd? Je to jako televize. Pro vás jako spotřebitele dáme ruský televizor a japonský televizor. Určitě si koupíte Japonce. To je otázka - je průmysl připraven používat vzácné zeminy správně a správným směrem. Jsme připraveni z nich vyrobit konkurenceschopný produkt nebo jsme vyrobili vzácné zeminy, které se prodávají na trhu? Čína s našimi vzácnými zeminami nás na trh nedostane. Zde je komplex problémů, které musíme vyřešit komplexním způsobem, ale pouze prohlašujeme.prodávat na trhu? Čína s našimi vzácnými zeminami nás na trh nedostane. Zde je komplex problémů, které musíme vyřešit komplexním způsobem, ale pouze prohlašujeme.prodávat na trhu? Čína s našimi vzácnými zeminami nás na trh nedostane. Zde je komplex problémů, které musíme vyřešit komplexním způsobem, ale pouze prohlašujeme.
Ale mnohem horší je stárnutí personálu, potenciál v ministerstvu, ve státní korporaci. A to je bohužel zvláště patrné v divizi surovin. A divize surovin je páteří. Pokud nemáte suroviny, nebude z čeho něco vydělat. Železo může být postaveno, ale jak může být železo napájeno? Netvrdíme nadarmo, že musíme myslet a zvažovat rozmanitost zdrojů surovin, včetně thoria. Spolu s tím bychom neměli zapomenout na uran, neměli bychom zapomenout ani na akumulované zásoby (přírodní složka 238 v různých formách). To vše musí být použito v úzce zaměřeném, kompetentním, normálním, uzemněném segmentu, v různých verzích. Nemůžete poslat absolventa Harvardu do dolu nebo právníka do hutní dílny. Nepůjdou tam. Kdo takové odborníky nyní trénuje? V Uralu byl celý průmysl,přímo souvisí s Minsredmashem, je chemické inženýrství. Nejsilnější chemické chemické závody v Uralu.
Je to paradoxní - dnes žádná univerzita v Rusku neškolí odborníky v chemickém inženýrství. A jak budou zařízení navržena obecně bez specialistů? Staří lidé odejdou. Přineste vzorek nyní na VNIIHT, není nikdo, kdo by jej ořízl. Pokud se mýlím, napište, že Valery Konstantinovich se mýlí. To bude správné a správné. Zde vás informujeme, že taková a taková univerzita se připravuje. Budu jen rád, že jsem se mýlil, upřímně rád. Říkám to z osobní zkušenosti. Nedávno jsem byl v Uralu a setkal jsem se s lidmi, kteří pracují v tomto odvětví, to jsou jejich slova. Řekli mi: „Za pět let můžete zapomenout, že v Rusku byl takový průmysl jako chemické inženýrství.“Jsou to lidé, kteří mají zkušenosti s návrhem a výrobou zařízení pro chemické inženýrství: speciální sušičky, speciální pece, jednotky rozkladu,pro chemický rozklad. Jedná se o speciální odvětví technologie, které zahrnuje práci s kyselinami v tepelných podmínkách na tlakových nádobách.
Proč potřebujete režiséra?
Byl jsem generálním ředitelem tří největších podniků v Sredmashu. Jsem na to hrdý a vím, jak se budoval vztah mezi mnou jako ředitelem podniku, vedoucím ústřední rady a ministrem. Rozhodl jsem se v rámci financování a kompetencí, které jsem měl. A já jsem za to byl zodpovědný. Rozhodli jsme se, provedli jsme testy. Ospravedlněno? Ano. Ale udělali jsme to. Poté jsme na základě toho všeho ospravedlnili a prokázali potřebu takových rozhodnutí. Musíme to udělat, musíme jej implementovat, je to v logice rozvoje průmyslu, je to nutné, a tak dále. Nyní všichni čekají na tým z Moskvy, co bychom měli dělat?
Jakýkoli systém vztahů, jakýkoli systém v průmyslu, v národní ekonomice a kdekoli - to je systém důvěry. Pokud dáte režiséra, pak a) to znamená, že mu důvěřujete, b) pokud mu důvěřujete, dáte mu určitý rámec pro volné plavání. Ale ředitel, velitel, který je odpovědný za výrobu, za lidi, za bezpečnost, za provádění plánu, za milion všech funkcí, nemůže z Moskvy neustále volat a stahovat se zpět: „nedělej to, nedívej se sem, nechod se tam“. Pokud se něco stane ve výrobě, bude za to odpovědný režisér, ne ten, kdo ho vytáhne z Moskvy. Ředitel podniku, promiňte, nemůžu si koupit mýdlo. Všechno prochází Moskvou, prostřednictvím výběrových řízení. Ale pokud ano, proč potřebujete režiséra? Odstraňte ho a z Moskvy velejte, co je třeba udělat.
Indonéská národní agentura pro atomovou energii (BATAN) plánuje vybudovat experimentální reaktor (RDE) pro testování pomocí paliva thoria.
Je to otázka času
Vědci, kteří se vážně zabývají rychlými reaktory, je zcela zřejmé, že skutečné spuštění je naplánováno na rok 2030. Dříve nikdo nic neplánuje. Mnoho problémů. Roztavené olovo je žíravá kapalina. Tok olova v chladicích trubkách je otázkou otázek: co se děje na rozhraní, jaké jsou vlastnosti mezních vrstev, jak se mění přenos hmoty a přenos tepla, otázky, otázky, otázky. Faktem je, že hraniční vrstvy mají zcela odlišné fyzikálně-chemické vlastnosti, existují zcela odlišné koeficienty přenosu hmoty, přenosu tepla atd. Olovo musí mít určitou kvalitu, s požadovaným obsahem kyslíku. Existuje mnoho otázek. Existují odpovědi na tyto otázky? Nevím. Potřebujeme čísla, výpočty.
Pokud jde o thorium, vše záleží na tom, jak jej uspořádáme, jak to vše konstruktivně uspořádáme, jaký druh logistiky a kdo bude projekt řídit. Pokud to dokážeme kompetentně, vybereme odborníky, kteří se zajímají o myšlenku na energii thoria, přidělíme financování, speciální výzkumný reaktor pouze pro tyto účely, s výrobou paliva, myslím, že praktický výsledek splníme v poměrně krátkém čase, jako tomu bylo ve čtyřicátých a padesátých letech … Laboratoře již provedly významnou část prací na fyzice jádra, na zpracování monazitu se selektivním uvolňováním thoria a na produkci vzácných zemin. Všechno, co již bylo provedeno, musí být shromážděno, analyzováno a spojeno v rámci pracovní skupiny pro rozvoj energie thoria. A práce.