Polacy badają możliwości zastosowań toru w energetyce jądrowej w ramach "Thorium Project". - Jeżeli nastąpi szybki rozwój energetyki jądrowej, będziemy musieli poszukiwać nowych paliw i nowych technologii reaktorów. Tor jest jedną z opcji zwiększenia zasobów paliw jądrowych - wyjaśnia Stefan Chwaszczewski z IEA POLATOM, koordynator projektu.
Tor jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych w przyrodzie pierwiastków promieniotwórczych. Co ważne, na Ziemi jest go kilkakrotnie więcej niż uranu.
W zwykłych warunkach tor nie jest materiałem rozszczepialnym. Pod wpływem neutronów można jednak wyprodukować z niego uran 233, a więc izotop rozszczepialny, który może być wykorzystany jako paliwo w reaktorach energetycznych. - To tzw. alchemia jądrowa. Tak, jak w reaktorach z paliwem uranowym z nierozszczepialnego izotopu uranu 238 wytwarza się rozszczepialny pluton, tak tutaj z nierozszepialnego materiału torowego wytwarza się, w wyniku napromieniania neutronami, rozszczepialny izotop uranu 233 - wyjaśnia polski ekspert. Chwaszczewski podkreśla jednak, że w ciągu cyklu torowego niezbędny jest także rozszczepialny uran 235. Jest on konieczny m.in. do uruchomienia reaktora - to za sprawą uranu 235 rusza cykl przemian toru w uran 233.
Bezpieczniejsze reaktory torowe
Wykorzystanie toru ma spowodować, że reaktor będzie bezpieczniejszy niż tradycyjny. Paliwo uranowe będzie tworzone w czasie eksploatacji reaktora, nie będzie zatem nigdzie składowane. Poza tym proces tworzenia uranu 233 z toru ma być o wiele bardziej wydajny niż proces wytwarzania plutonu w reaktorach uranowych, a cykl pomiędzy przeładunkami paliwa stanie się dłuższy.
Tor jest tańszy w produkcji niż uran 235, bo nie trzeba go, tak jak naturalnego uranu, wzbogacać. Dodatkową korzyścią jest to, że w czasie cyklu prawie nie jest wytwarzany pluton, co jest ważne np. jeśli chodzi o ochronę przed terroryzmem.
Kolejnym plusem jest to, że odpady po procesie torowym są mniej radiotoksyczne. Przy wykorzystaniu uranu, w cyklu plutonowym powstają wysokie transuranowce, które są radiotoksyczne, a czas ich rozpadu jest bardzo długi. W przypadku toru, odpadów jest o wiele mniej i szybciej się one rozpadają, więc czas składowania odpadów jest dużo krótszy.
Kosztowna technologia
Minusami cyklu torowego jest to, że musi być przy nim wykorzystana bardziej skomplikowana technologia. Dotyczy to zwłaszcza produkcji paliwa. - Punkt topnienia dwutlenku toru jest o wiele wyższy niż dwutlenku uranu 235 i 238, więc przy produkcji spieków pastylek dwutlenku toru 232 jest wymagana wyższa temperatura - precyzuje Chwaszczewski.
Tym nie mniej – warto zainwestować. "Thorium Project" jest współfinansowany z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego. Będzie realizowany do do września 2011 roku. W ramach projektu zespół Chwaszczewskiego określił już warunki powstawania rozszczepialnego izotopu uranu przy napromienianiu toru w reaktorze energetycznym. Badacze ocenili też korzyści wynikające z wykorzystania toru w reaktorze.
Droga do reaktorów torowych jest jednak jeszcze długa. - My przeanalizowaliśmy tylko zagadnienia fizyczne, przemiany jądrowe. Do praktycznego zastosowania trzeba jeszcze przejść szereg etapów badawczych, ale wyniki są obiecujące - zaznacza Chwaszczewski. - Jest to program, który dotyczyć będzie przyszłych dziesięcioleci, jednak wyniki projektu będą wykorzystane przy analizach związanych z budową nowych reaktorów energetycznych – podkreśla.
Badania nad zastosowaniem toru w energetyce jądrowej na świecie prowadzone były już w latach 60. i 70. XX wieku. Tempo prac spadło po awarii w Czarnobylu w 1986 roku. - Teraz następuje renesans energetyki jądrowej i problem staje się aktualny - zaznacza koordynator "Thorium Project".
Szeroko zakrojony program wykorzystania toru w energetyce jądrowej prowadzą teraz między innymi Indie, które mają zasoby toru większe niż uranu. Prace nad cyklem torowym trwają też w USA, a na zlecenie amerykańskiej firmy przeprowadza je Instytut Kurczatowa w Moskwie.
(ew/pap)
