Valery Konstantinovich Larin, en af verdens førende eksperter inden for thoriumenergi, medlem af ekspertrådet for magasinet Rare Lands, Doctor of Technical Sciences, ex-CEO for flere af de største virksomheder i Sredmash - om tillidskoden, nye muligheder i udviklingen af Arktis, om evolution og den lysende fremtid for kernekraft, som ikke kan forestilles uden brug af et unikt element - thorium. Hvad er thorium? Hvad er dens fordele og ulemper? Hvorfor er thorium allerede valgt i andre lande? sidste opkald før det store show, som vi måske ikke modtager en invitation, hvis vi i dag går glip af vores chance for at skabe thorium-superteknologi til en ny teknologisk tidsalder.
Thorium som et alternativ til uran
Thorium er flere gange mere rig på jordskorpen end naturligt uran. Thorium og en af de isotoper, der er til stede i den, uranium-232, kan være en ret effektiv kilde til atomkraft i stedet for det bredt anvendte brændstof baseret på den 235. isotop af uran. Thorium-energi har en række kolossale fordele. Hvilke? For det første sikkerhed: der er ingen overdreven reaktivitet i en reaktor, der bruger thorium som et batteri. Dette er en garanti for, at sådanne forfærdelige katastrofer som Three Mile Island i Amerika, som Tjernobyl, ligesom Fokushima, aldrig vil blive gentaget. Selv akademikeren Lev Feoktistov skrev, at enhver atomreaktor, der fungerer i nutidens konfiguration og teknologi, har en skør overskydende aktivitet. Faktisk er der i en reaktor flere dusin eller endda hundreder af bomber,hvilket tvinger os til at tage meget alvorlige beskyttelsesforanstaltninger: fælder, speciel design og så videre, som naturligvis øger omkostningerne til produktion og vedligeholdelse. Den anden fordel ved thoriumenergi er, at der ikke er problemer med bortskaffelse af affald. Vi er tvunget til at genindlæse brændstoffet i de nuværende VVER-reaktorer hvert andet og et halvt år. Dette er 66 tons aktivt stof, som skal indlæses en gang. Derudover er udbrændingsgraden ikke så høj, der er meget affald, som er fyldt med en række vanskeligheder. Jeg mener sekundær bortskaffelse af aktive elementer, plutonium produceres i store mængder. Thorium-energi har ikke alt dette. Hvorfor? Thorium har en meget længere halveringstid - i praksis ti år eller mere. Dette sikrer mere effektiv brug, mindre håndteringsomkostninger,stigning i ICUI og så videre. Ja, det må indrømmes, at på grund af thoriums forskellige halveringstid dannes andre aktinider, mere aktive, men på nuværende tidspunkt er dette problem ret løseligt. Men der er også store fordele. Er enig, der er en forskel: halvandet år og ti år?
Det største mineral indeholdende thorium er monazit, der indeholder sjældne jordarter. Derfor, når vi taler om thorium som brændstof til fremtidig energi, som det næste trin i udviklingen af kerneenergi, vil vi naturligt fokusere på den komplekse forarbejdning af monazitråmaterialer og adskillelse af sjældne jordarter - dette gør i det væsentlige brugen af thorium kommercielt mere økonomisk og attraktivt. Der er et meget alvorligt potentiale for udvikling af energi, økonomi og minedrift. Thorium i Rusland er i form af monazitesand. Denne teknologi skal være industrielt udviklet, testet og vigtigst af alt omkostningseffektiv. Alt kan gøres i laboratoriet.
Problemet med at søge efter aflejringer af thorium svarer til problemet med at søge efter aflejringer af sjældne jordartsmetaller - dens evne til at koncentrere sig er svag, og thorium er meget tilbageholdende med at samle sig i betydelige aflejringer, da det er et meget spredt element i jordskorpen. Thorium findes i små mængder i granit, jord og jord. Thorium udvindes normalt ikke separat, det genvindes som et biprodukt ved udvindingen af sjældne jordartselementer eller uran. I mange mineraler, inklusive monazit, erstatter thorium let et atom med et sjældent jordelement, hvilket forklarer thoriums affinitet med sjældne jordarter.
Vi er nødt til at udvikle vores egen produktion
Salgsfremmende video:
På et tidspunkt blev der skrevet rapporter til Efim Pavlovich Slavsky og Igor Vasilyevich Kurchatov om, at det var nødvendigt at skifte til thoriumcyklus. Og thorium-energiteknik blev eksperimentelt udført: reaktorer arbejdede i Mayak og i Tyskland. Men på samme tid var det nødvendigt at udvikle en militær retning relateret til energi, og følgelig arbejde med plutonium, og thorium-programmet blev frosset. Derfor er beslutningen, der blev truffet af vores præsident, om, at det er nødvendigt at starte arbejdet i denne retning, styrke og måske endda fremskynde, er meget korrekt og rettidig. I dag giver ingen os en anden chance. Kina, Indien og de skandinaviske lande har et meget seriøst thorium-program. Snart går alle så langt, at vi ikke indhenter nogen. Kina er gået så langt med at udvikle den sjældne jordartsindustri med sin malmbase,at vi ikke vil skræmme Kina med dette i dag. Vi kunne indhente Kina og var forpligtet til at gøre alt, så Kina fra os, i det mindste et skridt, to blev holdt i baggrunden inden for nuklear engineering, i nukleare teknologier. Men desværre er vi ved at give plads her også. Kina er ivrig efter at komme ind på markedet med sine atomreaktorer med sin egen teknologi. Og jeg kan forsikre, at vi, i betragtning af den position, vi har nu, mister denne kamp.
De tilbyder allerede reaktorer med lav effekt og desværre nok til at indrømme, at de industrialiserer de flydende reaktoranlæg hurtigere end os - vores ministerkammerater er meget interesserede i disse reaktorer i stedet for at udvikle deres egen produktion. Vi er nødt til at udvikle os. F.eks. Er gasreaktorer, gasafkølede reaktorer ved høj temperatur faktisk en meget lovende retning. Men af en eller anden grund gør vi det også meget langsomt, sky, inert.
Desværre blev vi i hele 1990'erne domineret af ideologien om, at det er lettere og billigere at købe sjældne jordarter, for eksempel i Kina, end at lave vores eget produkt.
Prognose for verdens produktion af nuklear energi ved hjælp af forskellige typer reaktorer:
Hvor meget koster nyt brændstof
Producenter er konservative. Og deres konservatisme er berettiget. Produktionsmedarbejderens filosofi er klar: Jeg har en velfungerende produktion, jeg arbejder, jeg er ansvarlig for planen, for produktionen, for de mennesker, der arbejder. Enhver innovation bringer mig risici. Risici ved noget nyt, som skal testes, og på samme tid er der altid mulige fejl, overlap og så videre. Har jeg brug for det? Jeg vil hellere leve i fred. Derfor er konflikten mellem sådanne interesser: udvikling, fremme af det nye og synspunktet for en konservativ produktionsmedarbejder, det har altid været, er og vil være. En anden ting er, at det er nødvendigt at overvinde det intelligent.
I dag er der sorter af uranbrændstof: nitrid, keramik, brændstof med tilsætning af sjældne jordarter. Et meget stort antal indstillinger. Og gøres dette uden omkostninger og uden penge? Absolut ikke. For at få et nyt brændstof baseret på thorium er det nødvendigt at udvikle en teknologi til fremstilling af disse materialer. Og inden vi siger, at thoriumenergi er meget dyrere end uran, er vi nødt til at gøre en enkel ting - en sammenlignende økonomisk analyse. For eksempel, hvis en smelte af thoriumfluorid bruges som brændstof til en reaktor, ser det ud til, at det ikke er så dyrt at få thoriumfluorider. Hvis vi modtager brændstof i form af sfæriske elementer - dette er den anden mulighed, keramik - den tredje mulighed. Desuden taler vi her først og fremmest om råvarer, om monazit,og spørgsmålet om pris vil blive bestemt under hensyntagen til den komplekse anvendelse. Det vil sige ekstraktionen af hele mængden af sjældne jordarter, uran og zirkonium fra monazit - alt dette vil reducere omkostningerne ved produktion af brændstof baseret på thorium alvorligt.
Design af verdens første thorium-atomreaktor, udviklet ved Bhaba Nuclear Research Center i Mumbai, Indien, til at bruge thorium-brændselsceller til kommerciel kraftproduktion.
Lidt om hurtige reaktorer. Det betyder ikke noget med hvilken teknologi, på hvilken reaktor, i hvilken designversion, der skal bruge hurtige neutroner, antænde et naturligt materiale - i en eller anden mængde vil der stadig genereres affald. Og affaldet skal genanvendes. Hvis vi taler om renhed i metodologi og koncepter, er der som sådan ingen lukket cyklus og kan ikke være. Men i muligheden for thoriumenergi vil der være mindre aktivt affald, der skal genanvendes.
Jeg er overbevist om, at vi under alle omstændigheder gradvist vil skifte til thoriumenergi, især da de seneste undersøgelser og beregninger fra fysikere fra Tomsk Polytechnic University, teoretisk beregning af kernen, viser, at en evolutionær overgang til thoriumenergi er mulig i forhold til lysvandreaktoranlæg. Det er ikke straks en revolution, men en gradvis overførsel af kernen i eksisterende lysvandreaktorer med en delvis erstatning af kernen fra uranbrændstof til thorium.
Bhaba kernekraftforskningscenter (Indien)
Inden du hænger frimærker, at dette er dårligt, og dette er godt, skal du alvorligt tackle den rigtige forretning. Lad os sige, at vi laver et par brændstofstænger og kører det hele på teststander. Fjern alle nuklearfysiske egenskaber. Der er brug for meget forskning og langsigtet. Og jo længere vi forsinker med at argumentere for, at det er vanskeligt og vanskeligt, jo mere vil vi halde bagud i udviklingen. Du skal gøre alt til tiden. På et tidspunkt var Sredmash engageret i dette, modtog metallisk thorium hos vores virksomheder, og disse teknologier var tilgængelige. Det er nødvendigt at rejse den gamle oplevelse, gamle rapporter, de er sandsynligvis alle bevaret i arkiverne, og eksperter vil finde den. Under hensyntagen til hvad der er gjort og nye muligheder, er det nødvendigt at fortsætte hele denne ting.
Nogle thoriumaflejringer i Rusland:
- Tugan og Georgievskoe (Tomsk-regionen)
- Ordynskoe (Novosibirsk-regionen)
- Lovozerskoe og Khibinskoe (Murmansk-regionen)
- Ulug-Tanzekskoe (Tyva Republik)
- Kiyskoe (Krasnoyarsk Territory)
- Tarskoe (Omsk-regionen)
- Tomtorskoe (Yakutia)
Thorium til Arktis og videre
Der er et enormt behov for serielle mobile og stationære kraftværker med ultra-lav og lav effekt (fra 1 til 20 MW), som kan bruges som energikilder og varme i udviklingen af de nordlige territorier, udviklingen af nye forekomster der, samt til levering af elektricitet til fjerntliggende militære garnisoner. og store flådebaser i de nordlige og stillehavsflåder. Disse anlæg skal have en så lang periode, som muligt, uden at genindlæse nukleart brændstof, under deres drift bør det ikke akkumuleres plutonium, de skal være lette at vedligeholde. De kan ikke fungere i uran-plutonium-cyklus, fordi plutonium ophobes under dets anvendelse. I dette tilfælde er et lovende alternativ til uran brugen af thorium.
Energiproblemet i Arktis er det største problem. Og dette skal gøres absolut klart. Lige nu i Zhodino har vores kære hviderussiske venner lavet verdens største BelAZ med en bæreevne på 450 ton. For at denne "BelAZ" fungerer normalt, køres alle dens hjul separat, hvert hjul har en separat motor. Men for at få elektricitet er der to enorme dieselmotorer, der driver elektriske generatorer, de distribuerer alt til disse elektriske motorer. Lad os lave en lille thoriumreaktor, og den behøver ikke installeres direkte på denne BelAZ. Du kan foretage forskellige indstillinger. For eksempel ville det være meget effektivt at anvende toriumreaktorer med lav effekt til at producere brint. Og overfør alle motorer til brint. I denne forbindelse får vi teoretisk et strålende billede,for ved at brænde brint får vi vand. Absolut "grøn" energi, som alle drømmer om. Eller så laver vi atomkraftværker baseret på reaktorer med lav effekt. Med den videre udvikling og udforskning af Arktis vil mobile lokale reaktorer, reaktoranlæg med lav effekt, efter min mening give en skør national økonomisk effekt. Bare skøre. De skal være nøjagtigt mobile, lokale, mobile. Og jeg tror, at det ikke er så svært at fremstille reaktorer med lav effekt på thorium med en overbelastningsperiode på ti år eller mere i Arktis. Ja, det er muligt at fremstille reaktorer med lav effekt ved hjælp af eksisterende teknologier: lad os tage reaktorerne, som vi har i marinen, på ubåde og atomdrevne skibe. Lad os sætte dem på. Lad os begynde at udnytte. Alt dette kan gøres. Men vanskeligheder ved drift og nedlæggelse,lastning, losning og fjernelse under de hårde forhold på nordlige breddegrader vil i høj grad komplicere brugen af denne type installation.
Et andet godt eksempel. I de enorme Yakut-stenbrud i Alrosa, ved minedivisionerne i Lebedinsky GOK, bruger vi tunge BelAZ- eller Caterpillar-køretøjer til minedrift af jernmalm, og der er et stort problem med at udsende stenbrudene fra udstødningsemissioner og efter massive eksplosioner for at bryde malmen. Hvad anvendes? Op til flyhelikoptermotorer, men de kører også på fossilt brændstof, parafin osv., Forekommer på sin side sekundær forurening af stenbruddet. Når der skiftes til køretøjer med thorium-baserede reaktorer, er det ikke nødvendigt at ventilere de åbne gruber, der er ikke behov for lagre med brændstof og smøremidler osv.
Det er et chok for mig, når Rusland, den juridiske efterfølger for Sovjetunionen, ikke er i stand til at give sin nukleare industri en naturlig komponent, uranråmaterialer. Jeg forstår ikke dette, men jeg blev opdraget i en gammel skole og fungerede ikke noget sted undtagen Sredmash. Det er ingen vittighed, for nogen tid siden, dømt efter de officielle kilder til Rosatom, blev vi tvunget til at købe råvarer i Australien.
Russiske virksomheder, siger de, er ulønnsomme, men i dette tilfælde, hvorfor er lignende virksomheder i Ukraine, hvor også underjordisk minedrift og metalindholdet i malm, der ligner vores, er rentable? Sandsynligvis er behovet kommet, staten har behov for at have statsreserver af strategiske materialer til udvikling af kernenergi såvel som for industrien generelt. Under hensyntagen til sådanne tricks, der sker (sanktioner osv.), Kan vi til enhver tid sættes i en meget, meget ubehagelig, afhængig position.
Hvor det handler om principielle spørgsmål, om statens sikkerhed, ikke kun med hensyn til forsvarsevne, er statssikkerhed et rummeligt og stort koncept, og det handler ikke kun om våben. Dette inkluderer mad og andre strategiske ting.
Flydende atomkraftværker - et af de mest lovende projekter til udvikling af Arktis - kunne godt være udstyret med thoriumreaktorer, små og "langspilede".
Hvor er hovedkvarteret for analytikere og specialister?
Det forekommer mig, at under ethvert ministerium skal der være en slags hovedkvarter for analytikere, rådgivere, grå kardinaler, hvis du vil, kalde dem hvad du vil, som skal analysere en enorm mængde information og adskille hvede fra agn og bestemme udviklingsstrategien. Desværre, især i dag, træffes beslutninger ofte uden korrekt analyse. Branche ledelsen skal være involveret i analyse og strategisk planlægning, klart forstå i hvilken retning industrien vil udvikle sig yderligere. Og dette skal være baseret på den rigtige analyse.
Den dårlige nyhed er, at vi virkelig har glemt konceptet "kritiske metaller", om, hvad der er nødvendigt for udviklingen af nukleare industrien, til dens uafbrudte drift. Efter min forståelse er yttrium, beryllium, lithium hårdt brug for, en medium tung gruppe er hårdt brug for - dette er neodym, praseodym, dysprosium. Disse elementer er virkelig nødvendige i de næste 5-10-15 år. Ja, vi har bestemt, at vi har brug for disse elementer. Jeg vil stille et simpelt spørgsmål: herrer boss, herre teknologer, vi modtog disse elementer. Hvad skal vi gøre med dem? Har vi en sekundær industri klar til at fremstille produkter fra disse elementer? Hvem vil gøre, hvis disse virksomheder findes? Først kan de fortælle os, at ja, vi lavede prototyper. Spørgsmålet er anderledes. Har du gjort noget, der er konkurrencedygtigt? Dette produkt er russisk, og det vil være et produkt, der er bedre i dets egenskaber end tysk,etc? Det er som et tv. For dig som forbruger vil vi sætte et russisk tv-apparat og et japansk tv-sæt. Jeg er sikker på, at du vil købe japansk. Det er spørgsmålet - er industrien klar til at bruge sjældne jordarter korrekt og i den rigtige retning. Er vi klar til at fremstille et konkurrencedygtigt produkt ud af dem, eller har vi produceret sjældne jordarter til salg på markedet? Kina med vores sjældne jordarter slipper os ikke ind på markedet. Her er et kompleks af problemer, som vi skal løse på en omfattende måde, men vi erklærer kun.at sælge på markedet? Kina med vores sjældne jordarter slipper os ikke ind på markedet. Her er et kompleks af problemer, som vi skal løse på en omfattende måde, men vi erklærer kun.at sælge på markedet? Kina med vores sjældne jordarter slipper os ikke ind på markedet. Her er et kompleks af problemer, som vi skal løse på en omfattende måde, men vi erklærer kun.
Men meget værre er aldring af personale, potentiale i ministeriet, i det statslige selskab. Og det er desværre især tydeligt i råvareafdelingen. Og råvareafdelingen er rygraden. Hvis du ikke har råvarer, er der intet at lave noget ud fra. Jern kan bygges, men hvordan kan jernet fodres? Vi siger ikke forgæves, at vi er nødt til at tænke og overveje forskellige kilder til råvarer, herunder thorium. Sammen med dette skal man ikke glemme uran, man skal ikke glemme de akkumulerede reserver (naturlig bestanddel 238 i forskellige former). Alt dette skal bruges i et snævert fokuseret, kompetent, normalt, jordet segment, i forskellige versioner. Du kan ikke sende en Harvard-kandidat til en mine eller en advokat til et metallurgisk værksted. De vil ikke tage dertil. Hvem uddanner sådanne specialister nu? Der var en hel industri i uralerne,direkte relateret til Minsredmash, er kemiteknik. Ural's mest kraftfulde kemiske anlæg.
Det er en paradoksal ting - i dag uddanner intet universitet i Rusland specialister i kemiteknik. Og hvordan designes enheder generelt uden specialister? De gamle mennesker forlader. Bring en prøve til VNIIHT nu, der er ingen, der klipper den. Hvis jeg tager fejl, skriv, at Valery Konstantinovich tager fejl. Dette vil være korrekt og korrekt. Her informerer vi dig om, at sådan et sådant universitet forbereder sig. Jeg vil kun være glad for, at jeg tog fejl, oprigtigt glad. Jeg siger dette fra personlig erfaring. Jeg var for nylig i Ural og mødte folk, der arbejder i denne branche, det er deres ord. De fortalte mig: "Om fem år kan du glemme, at der var en sådan industri som kemiteknik i Rusland." Dette er mennesker, der har erfaring med design og oprettelse af apparater til kemiteknik: specielle tørretumblere, specielle ovne, nedbrydningsenheder,til kemisk nedbrydning. Dette er en speciel gren af teknologi, der involverer arbejde med syrer, under termiske forhold, på trykbeholdere.
Hvorfor har du brug for en instruktør?
Jeg var generaldirektør for de tre største virksomheder i Sredmash. Jeg er stolt over dette og ved, hvordan forholdet blev opbygget mellem mig, som direktør for virksomheden, leder af centralbestyrelsen og ministeren. Jeg tog beslutninger inden for rammerne af finansiering og kompetence, som jeg havde. Og jeg var ansvarlig for dette. Vi tog beslutninger, kørte test. Berettiget? Ja. Men vi gjorde det. Derefter på grundlag af alt dette, berettigede og beviste vi behovet for sådanne beslutninger. Vi er nødt til at gøre dette, vi er nødt til at gennemføre det, det er i logikken for industriens udvikling, det er nødvendigt, og så videre. Nu venter alle på holdet fra Moskva, hvad skal vi gøre?
Ethvert system med forhold, ethvert system i branchen, i den nationale økonomi og hvor som helst - dette er et system med tillid. Hvis du sætter en instruktør, så betyder a) det at du stoler på ham, b) hvis du stoler på ham, giver du ham en bestemt ramme for fri flytning. Men direktøren, kommandanten, der er ansvarlig for produktionen, for mennesker, for sikkerhedsforanstaltninger, for gennemførelsen af planen, for en million af alle funktioner, kan ikke konstant ringe fra Moskva og trække sig tilbage: “gør det ikke, se ikke her, ikke gå der”. Hvis der sker noget i produktionen, er instruktøren ansvarlig, ikke den, der trækker ham fra Moskva. Nu kan virksomhedsdirektøren, undskyld mig, ikke købe en sæbe bar. Alt går gennem Moskva gennem bud. Men hvis ja, hvorfor har du brug for en instruktør? Fjern ham og kommander fra Moskva, hvad der skal gøres.
Det indonesiske nationale atomenergiagentur (BATAN) planlægger at bygge en eksperimentel reaktor (RDE) til test med toriumbrændstof.
Det er et spørgsmål om tid
Forskere, der er alvorligt bekymrede med hurtige reaktorer, er helt klare, at den reelle opstart er planlagt til 2030. Før planlægger ingen noget. En masse problemer. Smeltet bly er en ætsende væske. Strømmen af bly i kølerørene er et spørgsmål om spørgsmål: Hvad sker der ved grænsefladen, hvad er funktionerne i grænselagene, hvordan masseoverførsel og varmeoverførsel ændres, spørgsmål, spørgsmål, spørgsmål. Faktum er, at grænselagene har helt forskellige fysisk-kemiske egenskaber, der er helt forskellige koefficienter for masseoverførsel, varmeoverførsel osv. Bly skal være af en bestemt kvalitet med det krævede iltindhold. Der er mange spørgsmål. Er der svar på disse spørgsmål? Jeg ved ikke. Vi har brug for tal, beregninger.
Hvad angår thorium, afhænger det hele af, hvordan vi organiserer det, hvordan vi arrangerer alt dette konstruktivt, hvilken slags logistik og hvem der skal styre projektet. Hvis vi er i stand til at gøre dette kompetent, vælger vi specialister, der er ivrige efter ideen om thoriumenergi, vi vil allokere finansiering, en speciel forskningsreaktor kun til disse formål, med brændstofproduktion. Jeg tror, vi vil opfylde det praktiske resultat på relativt kort tid, som det var i fyrerne og halvtredserne … Laboratorierne har allerede udført en betydelig del af arbejdet med kernens fysik, behandlingen af monazit med den selektive frigørelse af thorium og produktionen af sjældne jordarter. Alt, hvad der er gjort før, skal akkumuleres, analyseres og samles inden for rammerne af arbejdsgruppen om udvikling af thoriumenergi. Og arbejde.