Torijum - budućnost nuklearnog inženjeringa

Autor AktuelnostiSvetEkonomijaNauka i tehnologija

Nuklearne elektrane stvaraju ogromne količine energije - nuklearne energije bez emisije ugljen-dioksida, koja prednjači nad ostalim energentima u rešavanju globalnih energetskih problema, ali sa sobom nosi i rizike - razvoj nuklearnog oružja, opasnost od havarija i problem odlaganja radioaktivnog otpada.

Ovi rizici se odnose samo na specifičnu vrstu nuklearne energije - fisije izotopa uranijuma ili plutonijuma. Ali postoji još jedna vrsta nuklearnog goriva koja čeka da ugleda svetlost dana već decenijama i koja će nas primorati da promenimo naše mišljenje o nuklearnoj energiji. Reč je o fisiji torijuma.

Ideje za korišćenje torijuma datiraju još iz 1960.-ih godina, a od 1973. godine bilo je predloga za ozbiljnija istraživanja u SAD, ali taj program je propao posle samo nekoliko godina. Razlog je više nego evidentan - nuklearno oružje. Tokom '60 i '70-tih godina, za vreme hladnog rata, trka u nuklearnom naoružanju je bila i pokretačka sila za nuklearna istraživanja. Bilo koje nuklearno istraživanje od kojeg nije moglo da se pravi oružje za nuklearni arsenal SAD, nije imalo prioritet i bilo je odbačeno.

Konvencionalna nuklearna energija koja uključuje korišćenje uranijuma-235 i/ili plutonijuma-239 ubijala je dve muve jednim udarcem - smanjenje zavisnosti Amerike od inostrane nafte i proizvodnja nuklearnog oružja od istog materijala. Sa druge strane, torijum nije imao vojni potencijal, a smanjenje potrebe za konvencionalnom nuklearnom energijom u to vreme je zaista bilo viđeno kao pretnja modernizaciji nuklearnog naoružanja SAD za vreme hladnog rata.

Danas, međutim, situacija je znatno drugačija. Umesto želje za naoružavanjem, mnogi svetski lideri su zabrinuti zbog ekspanzije konvencionalne nuklearne tehnologije. To je nateralo nekoliko nacija da podrobnije sagledaju mogućnost korišćenja torijuma kao energenta.

Izotop torijuma koji se proučava za proizvodnju energije je Th-232. Kao i uranijum, torijum se dobija iz ruda. Torijum reaktor bi radio otprilike ovako: Th-232 se postavlja u reaktor gde se bombarduje neutronima. Prihvatajući neutron, Th-232 postaje Th-233, ali to je nestabilni izotop i brzo se raspada do protoaktinijuma-233 (Pa-233) koji se dodatno raspada na uranijum-233 (U-233). U-233 ostaje u reaktoru i svojom fisijom stvara intezivnu toplotu koja se prevodi u električnu energiju. Kako bi proces tekao U-233 mora biti konstano generisan bombardovanjem torijuma neutronima. Nasuprot ovome, neutroni koji aktiviraju fisiju U-235 u konvencionalnim reaktorima se generišu od samog uranijuma i taj proces je lančan i može se kontrolisati ili zaustaviti samo ubacivanjem šipki za apsorpciju neutrona u samo jezgro reaktora. Ali ovaj proces nije uvek siguran - kvar reaktora može da utiče na apsorpciju neutrona i da grejanje reaktora izmakne kontroli i izazove havariju. Torijumov reaktor se, za razliku od konvencionalnog, može momentalno zaustaviti prekidom bombardovanja neutronima što dovodi do prekida pretvaranja Th-233 u U-233. Ovo neće odmah zaustaviti grejanje reaktora, ali ne može dovesti do težih posledica.

Torijumski reaktori i na druge načine pokazuju da su sigurniji od konvencionalnih. Za razliku od uranijumskih i plutonijumskih, torijumovi reaktori mogu biti dizajnirani da rade dok je torijum u tečnom stanju. Dok kod konvencionalnih reaktora nema načina da se „izvadi” gorivo i zaustavi reakcija, dizajn torijumskog reaktora ima prekidač na dnu reaktora koji će se istopiti ako temperatura u reaktoru postane previsoka. Ako se to dogodi, tečni torijum će jednostavno iscureti i reakcija će prestati.

Torijumova energija ima još prednosti. Količina nuklearnog otpada bi bila drastično manja nego kod konvencionalne energije iako se naučnici još uvek ne slažu koliko: kineski naučnici tvrde da bi otpad bio 1000 puta manji od konvencionalnog, američki istraživači tvrde da je u pitanju „samo” 100 puta manje otpada. Takođe, torijum se lakše dobija od uranijuma. Pored činjenice da se uranijum vadi iz dubinskih kopova, što je naravno opasno za rudare, a ruda torijuma se eksploatiše na površinskim kopovima, torijumove rude ima 3 puta više nego uranijumove u Zemljinoj kori.

Najveća prednost ovog načina dobijanja energije je u tome što se ovo gorivo mnogo teže ili nikako ne može pretvoriti u oružje. Sam torijum po sebi nije fisioni. Gorivni ciklus ne proizvodi fisioni materijal osim U-233 koji samo u teoriji može da se koristi za pravljenje nuklearnog oružja.

Kina je najavila da će njeni istraživači proizvesti potpuno funkcionalan torijumski reaktor u narednih 10 godina. Indija, koja ima najveće rezerve rude torijuma ali ne i uranijuma, takođe ide u korak sa Kinom. Indijski naučnici planiraju da naprave prototip torijumskog reaktora već sledeće godine, mada će količina električne energije iz tog reaktora biti samo oko četvrtina energije koju proizvedu konvencionalne elektrane na zapadu. Norveška je usred četvorogodišnjeg testa korišćenja šipki torijuma u postojećim nuklearnim reaktorima. Pred ove tri države u istraživačke projekte su se uključile i Velika Britanija, Kanada, Nemačka, Japan i Izrael.

Naravno da postoje i nedostaci u vezi sa torijumskim ciklusom goriva, ali su isključivo tehničke prirode. Na primer, torijumove reaktore kritikuju kako potencijalno emituju više neutrona od konvencionalne elektrane, a to povlači za sobom da je potrebna mnogo veća zaštita za radnike u elektranama. Kao u većini tipova alternativne električne energije i tu je problem nedostatak sredstava za istraživanje i finansijski podsticaji energentskim kompanija za prelazak na novi način dobijanja električne energije.

U poslednjih nekoliko decenija, priče o bezbednoj, „zelenoj” nuklearnoj energiji po popularnim medijima fokusiraju se na potrazi za mogućnošću razvijanja nuklearne fuzije. Sigurno možemo očekivati da se to i desi jednog dana. Do tada, investicije koje imaju Kina, Indija i druge države pokazuju nam da je torijum na putu da doprinese poboljšanju korišćenja nuklearne energije i dramatično poboljša svetsku energetsku stabilnost - u vrlo bliskoj budućnosti.

Creative Commons License Zabranjeno je kopiranje članka na druge sajtove bez validnog linkovanja ka originalnom tekstu u skladu sa licencom ΜΕΔΙΑΣ by Vojin Petrović is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported License i prema odredbama Zakona Republike Srbije o autorskim i srodnim pravima ("Sl. glasnik RS", br. 104/2009, 99/2011 i 119/2012). U slučaju neovlašćenog kopiranja bićemo prinuđeni da preduzmemo korake u skladu sa čl. 35 i čl. 36 Zakona o autorskim i srodnim pravima i zatražimo naplatu zakonom propisane nadoknade.

Pretraga
Preporučujemo
Arhiva članaka
Misao dana

Niko se ne diže tako visoko kao onaj koji zna kuda ide.

Stendhal

Prijavite se

Prijavite se na listu za primanje informacija o novim člancima i ostalim dešavanjima na našem Magazinu. Unesite Vašu E-mail adresu:

ΜΕΔΙΑΣ na Fejsbuku
ΜΕΔΙΑΣ na Twitteru

Creative Commons License ΜΕΔΙΑΣ by Vojin Petrović is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported License. |