Китай совершил исторический шаг в ядерной энергетике, запустив первый в мире действующий ториевый реактор с расплавленной солью (TMSR-LF1) в пустыне Гоби. Об этом сообщил главный учёный проекта Сюй Хунцзе на закрытом заседании Китайской академии наук 8 апреля, согласно государственным СМИ (Guangming Daily), передает El.kz.

Реактор мощностью 2 МВт достиг критичности в октябре 2023 года, полной мощности — в июне 2024 года, а в октябре 2024 года впервые успешно перезагрузил топливо без остановки работы — достижение, которого ранее не удавалось никому. Этот прорыв ставит Китай впереди в гонке за «чистую» ядерную энергию, но какие преимущества даёт торий, и что это значит для мира?

Что такое ториевый реактор?

Ториевый реактор, или жидкостный ториевый реактор на расплавленных солях (LFTR), использует торий-232 вместо традиционного урана-235. Торий растворяется в расплавленной соли, которая служит одновременно топливом и теплоносителем, нагреваясь до 600–700°C при атмосферном давлении. В отличие от урановых реакторов, использующих твёрдое топливо и воду под высоким давлением, ториевые реакторы работают иначе: торий-232 под воздействием нейтронов превращается в уран-233, который затем расщепляется, выделяя энергию.

Китай начал разработку ториевых технологий ещё в 1970-х годах, но серьёзный рывок произошёл после 2011 года, когда Академия наук объявила о старте программы по ториевым реакторам на расплавленных солях. Команда Сюй Хунцзе использовала рассекреченные документы США, включая исследования Оук-Риджской национальной лаборатории 1960-х годов, где экспериментальный реактор на расплавленных солях работал с 1965 по 1969 год. Китай не только воспроизвёл старые эксперименты, но и продвинул технологию, добившись перезагрузки топлива без остановки реактора — ключевого шага к коммерциализации.

Преимущества ториевых реакторов

Ториевые реакторы обладают рядом плюсов по сравнению с урановыми, что делает их привлекательными для стран, стремящихся к «зелёной» энергетике, включая Китай, который планирует достичь углеродной нейтральности к 2060 году:

Торий в 3–4 раза чаще встречается в земной коре, чем уран. Китай обладает крупнейшими запасами тория, особенно в шахте Байан-Обо в Внутренней Монголии, где, по оценкам South China Morning Post, запасы могут обеспечить энергией страну на 60 000 лет.

Ториевые реакторы производят меньше долгоживущих отходов. Полураспад их побочных продуктов составляет около 500 лет против 10 000 лет для урана-235. Кроме того, отходы тория сложнее использовать для создания ядерного оружия, снижая риски распространения.

Расплавленная соль работает при низком давлении, что исключает риск взрывов, как в Чернобыле или Фукусиме. В случае утечки соль застывает, предотвращая распространение радиации. «Мелтдаун» в таких реакторах практически невозможен, как отмечает World Nuclear Association.

Торий имеет более высокую плотность энергии. По оценкам экспертов, он может выделять до 500 раз больше энергии, чем уран-232 (Discovery Alert). Реакторы на расплавленных солях также могут перерабатывать отходы урановых реакторов.

В отличие от урановых реакторов, требующих больших объёмов воды для охлаждения, ториевые реакторы могут работать в засушливых регионах, таких как пустыня Гоби, что идеально для Китая.

Недавние успехи и планы Китая

Китайский прототип TMSR-LF1 в Гоби — лишь первый шаг. Реактор мощностью 2 МВт питает около 2000 домов, но уже строится более мощный 10-МВт реактор, который должен достичь критичности к 2030 году и генерировать 60 МВт тепла для производства 10 МВт электроэнергии и водорода (ABC News). Китай также разрабатывает ториевые реакторы для судоходства, включая контейнеровозы с нулевыми выбросами (Interesting Engineering). Проект, начатый в 2018 году, вырос до команды из 400 учёных, многие из которых, по словам Сюй Хунцзе, «жертвовали отпусками ради работы». Их усилия опирались на американские исследования 1960-х, но Китай продвинулся дальше, решив проблему коррозии труб, вызываемой горячей солью, хотя долгосрочные эффекты пока неясны.

Эксперты считают, что Индия, США, Европа и Южная Корея отстают на 5–8 лет от Китая.

Проблемы и оговорки

Несмотря на энтузиазм, ториевые реакторы имеют недостатки. Добыча тория, часто связанная с редкоземельными минералами, вроде монацита, дороже, чем урана. Кроме того, технология всё ещё экспериментальная: коммерциализация может занять десятилетие, как отмечают эксперты.

Китай лидирует в ториевых технологиях, но другие страны, включая Индию с её Advanced Heavy Water Reactor (AHWR) и США с проектом ANEEL, тоже развивают торий. Дания (Copenhagen Atomics) планирует запустить 1-МВт ториевый реактор к 2026 году (IEEE Spectrum). Успех Китая может ускорить глобальный переход к торию, особенно для стран с большими запасами, но высокие затраты и технические сложности пока сдерживают прогресс.