Валери Константинович Ларин, един от водещите световни експерти в енергията на торий, член на експертния съвет на списание „Редки земи“, доктор на техническите науки, бивш генерален директор на няколко от най-големите предприятия на Средмаш, относно кода на доверието, новите възможности в развитието на Арктика, върху еволюцията и светлото бъдеще на ядрената енергия, което не може да се представи без използването на уникален елемент - торий. Какво е торий? Какви са плюсовете и минусите му? Защо ториумът вече е избран в други страни? заключителни обаждания преди голямото шоу, на което може да не получим покана, ако днес пропуснем шанса си да създадем супертехнология на торий за новата технологична ера.
Торият като алтернатива на урана
Торият е няколко пъти по-обилен в земната кора от естествения уран. Торийът и един от присъстващите в него изотопи, уран-232, могат да бъдат доста ефективен източник в ядрената енергия вместо широко използваното гориво на базата на 235-ия изотоп на уран. Ториевата енергия има редица колосални предимства. Кои? Първо, безопасност: няма излишна реактивност в реактор, използващ торий като батерия. Това е гаранция, че такива ужасни бедствия като остров Три мили в Америка, като Чернобил, като Фокушима, никога няма да се повторят. Дори академик Лев Феоктистов написа, че всеки ядрен реактор, работещ в съвременна конфигурация и технология, има луда излишна активност. Всъщност в един реактор има няколко десетки или дори стотици бомби, т.е.което ни принуждава да предприемем много сериозни мерки за защита: капани, специални конструкции и т.н., което, разбира се, значително увеличава разходите за производство и поддръжка. Второто предимство на ториевата енергия е, че няма проблеми с изхвърлянето на отпадъци. Принудени сме да презареждаме горивото в сегашните реактори VVER на всеки година и половина. Това е 66 тона активно вещество, което трябва да бъде натоварено веднъж. Освен това степента на изгаряне не е толкова висока, има много отпадъци, което е изпълнено с редица трудности. Имам предвид вторичното изхвърляне на активни елементи, плутоний се произвежда в големи количества. Ториевата енергия няма всичко това. Защо? Ториумът има много по-дълъг полуживот - на практика десет години или повече. Това гарантира по-ефективно използване, по-малко разходи за обработка,увеличение на ICUI и т.н. Да, трябва да се признае, че поради различния период на полуразпад на торий се образуват други актиниди, по-активни, но на настоящия етап този проблем е доста разрешим. Но има и големи предимства. Съгласете се, има разлика: една година и половина и десет години?
Основният минерал, съдържащ торий, е моназит, който съдържа рядкоземни части. Ето защо, когато говорим за тория като гориво за бъдещата енергия, като за следващия етап в развитието на ядрената енергия, естествено ще се съсредоточим върху сложната преработка на моназитни суровини и отделянето на редките земи - това по същество прави използването на торий в търговски план по-икономично и привлекателно. Има много сериозен потенциал за развитие на енергетиката, икономиката и минната индустрия. Ториумът в Русия е под формата на моназитни пясъци. Тази технология трябва да бъде индустриално разработена, тествана и най-важното - рентабилна. Всичко може да се направи в лабораторията.
Проблемът с намирането на торийни залежи е подобен на проблема с намирането на находища на рядкоземни метали - способността му да се концентрира е слаба, а торият е много неохотен да се събира във всякакви значителни находища, тъй като е много разпръснат елемент от земната кора. Торият присъства в малки количества в гранита, почвата и почвата. Обикновено торият не се добива отделно; той се извлича като страничен продукт при добив на редкоземни елементи или уран. В много минерали, включително моназит, торият лесно замества атом на рядкоземен елемент, което обяснява афинитета на тория с рядкоземните.
Трябва да развием собствено производство
Промоционално видео:
По едно време бяха писани доклади на Ефим Павлович Славски и Игор Василиевич Курчатов, че е необходимо да се премине към цикъла на тория. И ториевата енергетика беше проведена експериментално: реактори работеха на Маяк и в Германия. Но в същото време беше необходимо да се разработи военно направление, свързано с енергетиката, и съответно да се работи върху плутоний и програмата за торий беше замразена. Следователно решението, взето от нашия председател, че е необходимо да се започне работа в тази посока, да се засили и, може би, дори да се ускори, е много правилно и навременно. Днес никой няма да ни даде втори шанс. Китай, Индия и скандинавските страни имат много сериозна програма за торий. Скоро всички ще стигнат толкова далеч, че няма да настигнем никого. Китай стигна толкова далеч в развитието на редкоземната промишленост със своята рудна основа,че днес няма да плашим Китай с това. Можем да настигнем Китай и трябваше да направим всичко, за да може Китай от нас, поне една стъпка, две да се задържи на заден план в ядрената техника, в ядрените технологии. Но, за съжаление, ние отстъпваме и тук. Китай няма търпение да излезе на пазара със своите ядрени реактори, със собствена технология. И мога да уверя, че предвид положението, което имаме сега, ще изгубим този двубой.
Те вече предлагат реактори с ниска мощност и, за съжаление е достатъчно да признаем, те ще индустриализират плаващите реакторни централи по-бързо от нас - нашите министърски другари са много заинтересовани от тези реактори, вместо да развиват собствено производство. Трябва да се развиваме. Например газовите реактори, високотемпературните реактори с газово охлаждане всъщност са много обещаваща посока. Но по някаква причина ние също правим това много бавно, плахо, инертно.
За съжаление през 90-те години на миналия век ние бяхме доминирани от идеологията, че е по-лесно и по-евтино да купуваме например редки земи в Китай, отколкото да правим собствен продукт.
Прогноза за световното производство на ядрена енергия с използване на различни видове реактори:
Колко струва ново гориво
Производителите са консерватори. И техният консерватизъм е оправдан. Философията на производствения работник е ясна: имам добре функциониращо производство, работя, отговарям за плана, за производството, за хората, които работят. Всяка иновация ми носи рискове. Рискове от нещо ново, което трябва да бъде тествано и в същото време винаги са възможни някои неизправности, припокривания и т.н. Имам ли нужда от него? Предпочитам да живея в мир. Следователно конфликтът на такива интереси: развитие, популяризиране на новото и гледна точка на консервативен производствен работник, винаги е бил, е и ще бъде. Друго нещо е, че е необходимо да се преодолее интелигентно.
Днес има разновидности на ураново гориво: нитридно, керамично, гориво с добавяне на редки земни части. Много голям брой опции. И това се прави без никакви разходи, без никакви пари? Абсолютно не. За да се получи ново гориво на основата на торий, е необходимо да се разработи технология за производство на тези материали. И преди да кажем, че ториевата енергия е много по-скъпа от уран, трябва да направим едно просто нещо - сравнителен икономически анализ. Например, ако стопилка на ториев флуорид се използва като гориво за реактор, тогава ми се струва, че не е толкова скъпо да се получат ториеви флуориди. Ако получим гориво под формата на сферични елементи - това е вторият вариант, керамиката - третият вариант. Освен това тук говорим на първо място за суровини, за моназит,и въпросът за цената ще бъде определен, като се вземе предвид сложната употреба. Тоест извличането на цялото количество редки земи, уран и цирконий от моназит - всичко това ще намали сериозно разходите за производство на гориво на базата на торий.
Проектиране на първия в света ядрен реактор на торий, разработен в Изследователския център за ядрена енергия в Баба в Мумбай, Индия, за използване на ториеви горивни клетки за търговско производство на електроенергия.
Малко за бързите реактори. Няма значение по каква технология, по какъв реактор, в каква дизайнерска версия да се използват бързи неутрони, за да се запали естествен материал - в едно или друго количество, все пак ще се образуват отпадъци. И отпадъците трябва да бъдат рециклирани. Ако говорим за чистотата на методологията и концепциите, като такива няма затворен цикъл и не може да бъде. Но във вариант на ториева енергия ще има по-малко активни отпадъци, които трябва да бъдат рециклирани.
Убеден съм, че във всеки случай постепенно ще преминем към ториевата енергия, особено след като най-новите проучвания и изчисления на физиците от Томския политехнически университет, теоретично изчисляване на ядрото, показват, че е възможен еволюционен преход към ториева енергия по отношение на съоръженията на светловоден реактор. Тоест, не веднага революция, а постепенно прехвърляне на ядрото на съществуващите реактори за лека вода с частична подмяна на сърцевината от ураново гориво към торий.
Изследователски център за ядрена енергия в Баба (Индия)
Преди да окачите печати, че това е лошо и това е добре, трябва сериозно да се заемете с истинския бизнес. Да речем, че правим няколко горивни пръчки и пускаме всичко на тестови щандове. Премахнете всички характеристики на ядрената физика. Трябва да се направят много изследвания и да бъдат дългосрочни. И колкото по-нататък се бавим, твърдейки, че е трудно и трудно, толкова повече ще изоставаме в развитието си. Трябва да направите всичко навреме. По едно време „Средмаш“се занимаваше с това, получаваше метален торий в нашите предприятия и тези технологии бяха налични. Необходимо е да се издигне стария опит, старите доклади, вероятно всички те са запазени в архивите и експерти ще го намерят. Като се вземат предвид направеното и новите възможности, е необходимо да се продължи цялата тази работа.
Някои ториеви находища в Русия:
- Туган и Георгиевское (Томска област)
- Ординское (Новосибирска област)
- Lovozerskoe и Khibinskoe (област Мурманск)
- Улуг-Танзекское (Република Тива)
- Кийское (Красноярски край)
- Тарское (Омска област)
- Томторско (Якутия)
Торий за Арктика и извън нея
Има огромна нужда от серийни подвижни и стационарни електроцентрали с ултра ниска и ниска мощност (от 1 до 20 MW), които могат да се използват като източници на енергия и топлина при развитието на северните територии, разработването на нови находища там, както и в осигуряването на електричество за отдалечени военни гарнизони. и големи военноморски бази в северните и тихоокеанските флоти. Тези инсталации трябва да имат възможно най-дълъг период на работа, без да презареждат ядрено гориво, по време на експлоатацията им не трябва да се натрупва плутоний, те трябва да бъдат лесни за поддръжка. Те не могат да работят в уран-плутониевия цикъл, тъй като плутоний се натрупва по време на неговата употреба. В този случай обещаваща алтернатива на урана е използването на торий.
Проблемът с енергията в Арктика е проблем номер едно. И това трябва да се направи абсолютно ясно. В момента в Жодино нашите скъпи беларуски приятели направиха най-големия БелАЗ в света с товароносимост от 450 тона. За да работи нормално този "БелАЗ", всичките му колела се задвижват отделно, всяко колело има отделен двигател. Но за да получите електричество, има два огромни дизела, които задвижват електрически генератори, те разпределят всичко на тези електродвигатели. Нека направим малък ториев реактор и не е необходимо да се монтира директно на този БелАЗ. Можете да направите различни опции. Например, би било много ефективно да се използват ториеви реактори с малка мощност за производство на водород. И прехвърлете всички двигатели на водород. В тази връзка теоретично получаваме блестяща картина,защото чрез изгаряне на водород получаваме вода. Абсолютно "зелена" енергия, за която всички мечтаят. Или ще направим атомни централи на базата на реактори с ниска мощност. С по-нататъшното развитие и проучване на Арктика, мобилните местни реактори, реакторните централи с малка мощност ще дадат, по мое мнение, луд национален икономически ефект. Просто луд. Те трябва да са точно мобилни, локални, мобилни. И мисля, че не е толкова трудно да се правят реактори с ниска мощност на торий с период на претоварване от десет години или повече в Арктика. Да, възможно е да се правят реактори с ниска мощност, като се използват съществуващите технологии: нека вземем реакторите, които имаме във флота, на подводници и на ядрени кораби. Нека ги облечем. Нека започнем да експлоатираме. Всичко това може да се направи. Но трудности при експлоатация и извеждане от експлоатация,товарене, разтоварване и извозване в тежки условия на северните ширини значително ще усложни използването на този тип инсталация.
Друг добър пример. В огромните якутски кариери на Alrosa, в минните поделения на Лебединския GOK, използваме тежкотоварни БелАЗи или гъсеници при добив на желязна руда и има голям проблем с проветряването на кариерите от емисиите на отработени газове и след масивни експлозии за разрушаване на рудата. Какво се прилага? До вертолетните двигатели на самолети, но те също работят на изкопаеми горива, керосин и др., От своя страна се появява вторично замърсяване на кариерата. При преминаване към превозни средства с реактори на основата на торий не е необходимо да се проветряват отворените ями, не са необходими складове за гориво и смазочни материали и др.
За мен е шок, когато Русия, законният наследник на Съветския съюз, не е в състояние да осигури на ядрената си индустрия природен компонент, уран суровини. Не разбирам това, но бях възпитана в старо училище и не работех никъде освен Средмаш. Не е шега, преди време, съдейки по официалните източници на Росатом, бяхме принудени да купуваме суровини в Австралия.
Руските предприятия, казват те, са нерентабилни, но в този случай защо са подобни предприятия в Украйна, където също подземният добив и съдържанието на метали в руда са подобни на нашите? Вероятно, необходимостта е дошла, държавата трябва да има държавни резерви от стратегически материали за развитието на ядрената енергия, както и за индустрията като цяло. Като вземем предвид подобни трикове, които се случват (санкции и т.н.), ние можем да бъдем поставени в много, много неудобно, зависимо положение във всеки момент.
Когато става въпрос за принципни въпроси, за сигурността на държавата, не само от гледна точка на способността за отбрана, държавната сигурност е просторно и огромно понятие и не става въпрос само за оръжия. Това включва храна и други стратегически неща.
Плаващи атомни електроцентрали - един от най-обещаващите проекти за развитието на Арктика - биха могли да бъдат оборудвани с ториеви реактори, малки и „играещи дълго“.
Къде е централата на анализаторите и специалистите?
Струва ми се, че при всяко министерство трябва да има своеобразен щаб на анализатори, съветници, сиви кардинали, ако желаете, наричайте им каквото искате, които трябва да анализират огромно количество информация и да отделят житото от плявата, определяйки стратегията за развитие. За съжаление, особено днес, често решенията се вземат без подходящ анализ. Отрасловото ръководство трябва да се занимава с анализи и стратегическо планиране, като ясно разбира в каква посока ще се развива индустрията по-нататък. И това трябва да се основава на правилната анализа.
Лошата новина е, че наистина сме забравили за концепцията за "критични метали", за това, което е необходимо за развитието на ядрената индустрия, за нейното непрекъснато функциониране. По мое разбиране, итрий, берилий, литий са зле необходими, средно тежка група е зле необходима - това са неодим, празеодим, диспрозий. Тези елементи са наистина необходими за следващите 5-10-15 години. Да, установихме, че имаме нужда от тези елементи. Ще задам един прост въпрос: господа шефове, господа технолози, получихме тези елементи. Какво ще правим с тях? Имаме ли вторична индустрия, готова да прави продукти от тези елементи? Кой ще прави, ако тези бизнеси съществуват? Първо, те могат да ни кажат, че да, направихме прототипи. Въпросът е друг. Правил ли си нещо, което е конкурентно? Този продукт е руски и ще бъде продукт, който е по-добър по своите характеристики от немския,и т.н.? Това е като телевизор. За вас като потребител ще поставим руски телевизор и японски телевизор. Сигурен съм, че ще купите японски. Това е въпросът - готова ли е индустрията да използва правилно и в правилната посока редкоземни. Готови ли сме да направим конкурентен продукт от тях или сме произвели редки земи за продажба на пазара? Китай с нашите редки земи няма да ни пусне на пазара. Ето един комплекс от проблеми, които трябва да решим цялостно, но само декларираме.да продавате на пазара? Китай с нашите редки земи няма да ни пусне на пазара. Ето един комплекс от проблеми, които трябва да решим цялостно, но само декларираме.да продавате на пазара? Китай с нашите редки земи няма да ни пусне на пазара. Ето един комплекс от проблеми, които трябва да решим цялостно, но само декларираме.
Но много по-лошо е застаряването на персонала, потенциала в министерството, в държавната корпорация. И това, за съжаление, е особено очевидно в разделението на суровините. А разделението на суровините е гръбнакът. Ако нямате суровини, тогава няма да има от какво да направите нещо. Може да се изгради желязо, но как може да се подава желязото? Не казваме напразно, че трябва да мислим и да обмисляме разнообразието от източници на суровини, включително торий. Наред с това не бива да се забравя и за уран, не трябва да се забравя и за натрупаните резерви (природен компонент 238 под различни форми). Всичко това трябва да се използва в тясно фокусиран, компетентен, нормален, заземен сегмент, в различни версии. Не можете да изпратите завършил Харвард в мина или адвокат в металургичен цех. Няма да отидат там. Кой обучава такива специалисти сега? В Урал имаше цяла индустрия,пряко свързана с Minsredmash, е химическото инженерство. Най-мощните химически инженерни заводи в Урал.
Парадоксално е - днес никой университет в Русия не обучава специалисти по химическо инженерство. И как устройствата като цяло ще бъдат проектирани без специалисти? Старите хора ще си тръгнат. Донесете проба на VNIIHT сега, няма кой да я разреже. Ако греша, напишете, че Валери Константинович греши. Това ще бъде правилно и правилно. Тук ви информираме, че такъв и такъв университет се подготвя. Ще се радвам само, че сбърках, искрено се радвам. Казвам това от личен опит. Наскоро бях в Урал и се срещнах с хора, които работят в тази индустрия, това са техните думи. Казаха ми: „След пет години можете да забравите, че в Русия имаше такава индустрия като химическото инженерство“. Това са хора, които имат опит в проектирането и създаването на устройства за химическо инженерство: специални сушилни, специални пещи, разлагащи единици и др.за химическо разлагане. Това е специален клон на технологията, който включва работа с киселини при термични условия върху съдове под налягане.
Защо се нуждаете от директор?
Бях генерален директор на трите най-големи предприятия на Средмаш. Гордея се с това и знам как се изградиха отношенията между мен, като директор на предприятието, ръководител на централния съвет и министър. Взех решения в рамките на финансирането и компетенциите, които имах. И аз бях отговорен за това. Взехме решения, пуснахме тестове. Оправдани? Да. Но ние го направихме. Тогава въз основа на всичко това ние обосновахме и доказахме необходимостта от подобни решения. Трябва да направим това, трябва да го приложим, то е в логиката на развитието на индустрията, необходимо е и т.н. Сега всички чакат отбора от Москва, какво да правим?
Всяка система от взаимоотношения, всяка система в бранша, в националната икономика и навсякъде - това е система на доверие. Ако поставите режисьор, а) това означава, че му се доверявате, б) ако му се доверите, му давате определена рамка за свободно плаване. Но директорът, командирът, който отговаря за производството, за хората, за безопасността, за изпълнението на плана, за милион от всички функции, не може постоянно да се обажда от Москва и да се дърпа назад: „не правете това, не гледайте тук, не отивайте там“. Ако нещо се случи в продукцията, ще бъде отговорен режисьорът, а не този, който го дърпа от Москва. Сега, извинете ме директорът на предприятието, не може да си купи сапун. Всичко минава през Москва, чрез търгове. Но ако е така, защо ви е нужен директор? Махнете го и заповядайте от Москва какво трябва да се направи.
Индонезийската национална агенция за атомна енергия (BATAN) планира да изгради експериментален реактор (RDE) за тестване с използване на ториево гориво.
Въпрос на време
Учените, които сериозно се занимават с бързи реактори, са напълно ясни, че реалният старт е планиран за 2030 година. Преди никой нищо не планира. Много проблеми. Разтопеният олово е корозивна течност. Потокът на олово в охлаждащите тръби е въпрос на въпроси: какво се случва на интерфейса, какви са характеристиките на граничните слоеве, как се променят масата и топлопредаването, въпроси, въпроси, въпроси. Факт е, че граничните слоеве имат напълно различни физикохимични свойства, има напълно различни коефициенти на пренос на маса, топлопредаване и др. Оловото трябва да е с определено качество, с необходимото съдържание на кислород. Има много въпроси. Има ли отговори на тези въпроси? Не знам. Нуждаем се от числа, изчисления.
Що се отнася до тория, всичко зависи от това как го организираме, как конструираме всичко това конструктивно, каква логистика и кой ще управлява проекта. Ако успеем да направим това компетентно, ще подберем специалисти, които са запалени по идеята за ториевата енергия, ще разпределим финансиране, специален изследователски реактор само за тези цели, с производство на гориво, мисля, че ще постигнем практическия резултат за доста кратко време, както беше през четиридесетте и петдесетте години … Лабораториите вече са извършили значителна част от работата по физиката на ядрото, по обработката на моназит със селективно освобождаване на торий и производството на редки земи. Всичко, което е направено преди, трябва да се натрупва, анализира и обединява в рамките на работната група за развитие на ториевата енергия. И работа.