- Čína v roce 2025 plánuje dostavět první thoriový jaderný reaktor v poušti Gobi
- Thorium je mnohem efektivnější a méně radioaktivní než uran
- Jedna tuna thoria dokáže nahradit až 3,5 milionu tun uhlí
V oblasti jaderné energetiky se objevuje nová éra, kterou představují thoriové reaktory využívající ekologicky bezpečnější kapalné palivo pracující za normálního tlaku. Významným krokem v tomto směru je plán Číny postavit první velkou jadernou elektrárnu na světě, která bude využívat thorium v poušti Gobi. Toto inovativní zařízení, které by mělo zahájit provoz do roku 2025, slibuje díky své špičkové technologii a bezpečnějším, ekologičtějším metodám zásadně změnit světovou energetiku.
Thorium je radioaktivní kovový prvek patřící do skupiny aktinoidů. Tento stříbřitý kov na vzduchu rychle oxiduje. Thorium má nízkou radioaktivitu, ale díky velmi dlouhému poločasu rozpadu se v přírodě nachází ve stabilní formě. Překvapivě je thorium na Zemi třikrát hojnější než uran.
Jak funguje thoriová jaderná elektrárna?
Thorium samo o sobě není štěpné, což znamená, že nemůže přímo udržet řetězovou jadernou reakci. K tomu je zapotřebí neutron, který dokáže přeměnit thoriový izotop 232Th na uran-233. V jaderném reaktoru jsou tyče obsahující thorium vystaveny neutronovému bombardování, které zahajuje proces přeměny thoria na uran-233. Tento izotop uranu je štěpný, což znamená, že může udržet řetězovou reakci potřebnou pro produkci energie.
V reaktoru dochází k jaderné štěpné reakci, kdy neutrony narazí na uran-233 a způsobí jeho štěpení. Během tohoto procesu dochází k uvolnění obrovského množství energie ve formě tepla. Toto teplo se využívá k ohřevu chladiva, které je obvykle tekuté a cirkuluje kolem palivových tyčí. Ohřáté chladivo následně přenáší teplo na sekundární okruh, kde se voda mění v páru.
Pára pak proudí do turbíny, kterou roztáčí. Rotace turbíny generuje mechanickou energii, která se následně v generátoru přeměňuje na elektrickou energii. Tato elektrická energie je poté distribuována do elektrické sítě a dodávána spotřebitelům. Tento způsob výroby elektrické energie je efektivní a umožňuje dlouhodobý a stabilní provoz jaderné elektrárny.
Nejčastěji se můžeme setkat s reaktory na roztavených solích, což je mimo jiné případ i první thoriové jaderné elektrárny v Číně. Čínský Národní úřad pro jadernou bezpečnost nedávno udělil Šanghajskému institutu aplikované fyziky (SINAP), který je součástí Čínské akademie věd, licenci na provoz prvního čínského reaktoru TMSR-LF1. Tento reaktor představuje důležitý krok v rozvoji čínského jaderného sektoru, zaměřeného na pokročilé technologie v oblasti jaderné energetiky.
Od konce roku 2019 jsou ve výstavbě dva reaktory TMSR-LF1, které se nacházejí v poušti Gobi. Jejich dokončení je plánováno přibližně na rok 2025. Tyto reaktory jsou součástí širšího plánu Číny na rozvoj nových a inovativních jaderných technologií, které mají potenciál zásadně změnit energetický sektor.
Pokud se experimenty s těmito reaktory ukáží jako úspěšné, Čína plánuje do roku 2030 postavit další reaktor s výkonem 373 MW. Tento nový reaktor by měl mít schopnost zásobovat elektrickou energií stovky tisíc domácností, čímž by přispěl k zajištění energetických potřeb a podporoval udržitelný rozvoj v regionu. Tyto kroky jsou součástí širšího úsilí Číny o posílení energetické bezpečnosti a snižování emisí skleníkových plynů.
Je skutečně thorium tak perspektivní?
Thorium je často prezentováno jako slibnější alternativa k uranu pro využití v jaderných elektrárnách, ale je tomu skutečně tak? Výhody thoria oproti uranu jsou zřejmé a spočívají v několika klíčových aspektech, které by mohly mít zásadní dopad na budoucnost jaderné energetiky.
Jedním z hlavních přínosů thoria je, že při jeho štěpení vzniká méně dlouhodobě radioaktivního odpadu než při štěpení uranu. Tento faktor významně snižuje problémy spojené s ukládáním jaderného odpadu, což je jeden z největších ekologických a bezpečnostních problémů souvisejících s jadernou energetikou. Množství radioaktivního odpadu je totiž menší a jeho nebezpečnost se snižuje rychleji.
Energetická výtěžnost thoria je také impozantní. Přibližně jedna tuna thoria dokáže poskytnout stejné množství energie jako 200 tun uranu nebo 3,5 milionu tun uhlí. To znamená, že thoriové reaktory by mohly být mnohem efektivnější, což by vedlo k menší spotřebě paliva a tedy i k menším nárokům na těžbu a zpracování.
Některé typy reaktorů využívající thorium jsou teoreticky schopny dosáhnout vyšší účinnosti než současné reaktory na bázi uranu. Vyšší účinnost by znamenala, že z daného množství paliva by bylo možné získat více energie, což by dále přispělo k ekonomické výhodnosti a ekologické šetrnosti thoriových reaktorů.
Další významnou výhodou thoria je jeho nepoužitelnost pro výrobu jaderných zbraní. Zatímco uran a plutonium jsou klíčovými složkami pro konstrukci jaderných hlavic, thorium touto vlastností nedisponuje. To znamená, že rozšíření thoriových reaktorů by mohlo přispět ke zvýšení globální jaderné bezpečnosti a snížení rizika šíření jaderných zbraní. Vzhledem k těmto výhodám se thorium jeví jako velmi slibná alternativa k uranu.
