211service.com
Čistší jaderná energie?
Senátoři zastupující několik západních států, včetně Orrina Hatche z Utahu a vůdce senátní většiny Harryho Reida z Nevady, pracují na legislativě na podporu thoria. Říkají, že je to čistější palivo pro jaderné elektrárny s potenciálem snížit objemy vysoce aktivního jaderného odpadu na polovinu.
Čistší záře: Kapsle s thoriovým a uranovým palivem v tomto výzkumném reaktoru v ruském Kurčatově institutu by mohly pomoci snížit množství odpadu ze stávajících i budoucích jaderných elektráren. Kurchatov a Thorium Power se sídlem v McLean, VA, zvětšují kapsle na 3,5metrové palivové tyče pro použití v komerčních elektrárnách.
Mají obavy z toho, že vyhořelé palivo z jaderných reaktorů skončí v jejich státech, říká Seth Grae, prezident společnosti pro vývoj technologie thoriového paliva. Thorium Power , se sídlem v McLean, VA.
Nukleární hlídací psi říkají, že technologie Thorium Power má skutečný potenciál. Navíc říkají, že je potřeba legislativa. Donutilo by to Ministerstvo energetiky (DOE) a Nukleární regulační komisi, která reguluje jaderný průmysl, aby vytvořily nové kanceláře v agenturách, které by zkoumaly možnosti thoria a paliva a podporovaly jejich využití v zahraničí.
Z mého pohledu to dává velký smysl, říká Thomas Cochran, ředitel jaderného programu v Rada obrany přírodních zdrojů , ve Washingtonu. Říká, že k překonání odporu uvnitř DOE vůči zkoumání thoria je zapotřebí akce Kongresu.
Využití thoria ve stávajících reaktorech znamená přehodnocení cyklu jaderného paliva, který se v současnosti používá ve většině zemí, včetně Spojených států. Cyklus začíná palivem na bázi oxidu uranu obohaceného o štěpný izotop uranu U235. Štěpení uranu v reaktoru generuje teplo pro pohon turbín jaderné elektrárny a produkuje vysoce radioaktivní směs produktů štěpného rozkladu, včetně plutonia, které lze získat k výrobě jaderných zbraní. Jiné štěpné produkty zpomalují řetězovou reakci a vyžadují výměnu paliva každý jeden nebo dva roky. Vyhořelé palivo je odstraněno a uloženo na místě, kde se čeká na zakopání.
DOE pracuje na úložišti vysoce aktivního odpadu v Yucca Mountain v Nevadě. Ale zařízení se neotevře nejméně za další desetiletí a existuje jen malá politická vůle k vybudování dalších takových míst. Mezitím, Soukromé skladování paliva , se sídlem v Salt Lake City, pokračuje s kontroverzním dočasným úložištěm na indiánské půdě s licencí na 20 let a možností obnovení. To je docela mezipřistání, říká Grae.
Thorium Power byl spuštěn v roce 1992 za účelem komercializace procesu, který snižuje množství toxického odpadu produkovaného tradičními reaktory. Tento proces byl vyvinut zesnulým jaderným vědcem Alvinem Radkowským, hlavním konstruktérem reaktorů amerického námořnictva a prvních komerčních jaderných elektráren. Radkowského schéma se opírá o thorium i uranová paliva, takže je na přední straně složitější. Ale tím zůstane většina paliva v reaktoru déle a produkuje odpad, který je méně toxický.
Každý palivový soubor nese směs dvou různých palivových tyčí. Většinu tvoří tyčinky obsahující pelety oxidu thoria. Thorium nemůže samo o sobě udržet řetězovou reakci jako U235, ale může absorbovat neutrony a vytvořit další štěpný izotop uranu, který bude: U233. V designu Thorium Power jsou tyto neutrony dodávány zbývajícími tyčemi, což jsou pevné slitiny zirkonia a štěpného uranu obohaceného U235.
Grae říká, že hybridní palivové soubory Thorium Power jsou navrženy tak, aby fungovaly jako náhrada paliva na bázi oxidu uranu v tlakovodních reaktorech, což je celosvětově nejběžnější konstrukce reaktoru. Reaktory vyžadují jen minimální úpravy. Nejdůležitější úpravou je použití přesnějších jeřábů pro vkládání a vyjímání palivových souborů, aby bylo možné oddělené vytahování uranových tyčí. Grae říká, že to je klíčové pro snížení odpadu, protože většina thoria zůstává v aktivní zóně reaktoru devět let. (Uranové tyče, stejně jako konvenční palivo na bázi oxidu uranu, se vyměňují častěji.)
Thorium Power plánuje tento palivový systém otestovat do tří let, počínaje tlakovodním reaktorem v Rusku. Testy budou prováděny ve spolupráci s Kurchatovův institut , centrum jaderného výzkumu v Moskvě. Institut testoval odolnost palivových materiálů Thorium Power po dobu čtyř let a současně rozšiřoval proces vytlačování uranu a zirkonia k výrobě 3,5metrových tyčí používaných v ruských reaktorech.
Pokud tyče vydrží, odborníci očekávají, že schéma Thorium Power uspěje, protože hybridní koncept thorium-uranového paliva je již osvědčený. Několik raných plynem chlazených jaderných reaktorů z 50. a 60. let využívalo palivové schéma typu seed and-plášť, které je koncepčně podobné reaktoru Thorium Power. A několik prvních vodou chlazených reaktorů, jako je první reaktor v Indian Point, NY, fungovalo v 60. a 70. letech s palivovými tyčemi naplněnými směsí thoria a uranu. Nicméně thorium upadlo v nemilost, když se jaderný průmysl standardizoval kolem uranu, zejména poté, co ceny uranového paliva po nehodě na Three Mile Island v roce 1979 klesly na nejnižší úroveň.
Vykládání paliva každé dva roky dnes vypadá méně lákavě, ceny uranu rychle rostou a vysoce aktivní odpad se hromadí v komerčních reaktorech po celých Spojených státech. Palivo Thorium také reaguje na rostoucí obavy z šíření štěpných materiálů, které by mohly být použity v jaderných zbraních. Vedlejší produkty thoria produkují intenzivní gama záření, takže je těžké s nimi manipulovat potenciálními výrobci bomb. Thorium Power zaměřuje své marketingové úsilí na rozvojové země na Středním východě, v Asii a Latinské Americe, které se chystají postavit své první reaktory; Grae sází na to, že konstrukce, která brání šíření jaderných zbraní, usnadní financování reaktorů v těchto zemích. Společnost také hledí do Indie, která doufá, že využije své velké zásoby thoria.
Výzvou pro zastánce thoria je, že DOE již obhajuje další palivový cyklus, který slibuje snížení odpadu a řízení rizik šíření: takzvaný uzavřený palivový cyklus, kdy chemické přepracování obnovuje plutonium z vyhořelého uranového paliva pro opětovné použití v konvenčních reaktorech.
Přepracování je pro DOE zásadní Globální partnerství v oblasti jaderné energie (GNEP), kde by hlavní jaderní hráči, jako jsou Spojené státy, zaručili dodávky uranového paliva zemím, které slibují vrácení vyhořelého paliva – plutonia, v jehož rámci by bylo možné vyrobit jaderné zbraně.
GNEP má mnoho kritiků, kteří tvrdí, že přepracování vyhořelého paliva bude nákladné, spíše zvýší než omezí riziko zneužívání štěpných materiálů a málo přispěje ke snížení objemů vysoce aktivního odpadu. Plán DOE je spalovat získané plutonium smícháním s uranem. To produkuje žhavější a toxičtější vyhořelé palivo, které lze spalovat pouze v množivých reaktorech. Tyto reaktory se dosud v komerčním měřítku ukázaly jako neproveditelné. (Viz Nejlepší jaderná možnost.)
Grae trvá na tom, že Thorium Power by mohlo z dlouhodobého hlediska těžit z urychleného přepracování, protože jeho palivový systém poskytuje lepší odbyt pro regenerované plutonium: nahrazuje uran jako zdroj neutronů pro thorium-palivové tyče Thorium Power. V roce 2005 jaderný technologický gigant Westinghouse vyhodnotil systém Thorium Power jako možnost spalování přebytečného vojenského plutonia a společnost předpověděla, že to bude podstatně levnější, rychlejší a efektivnější než spalování plutonia s uranem.