KINA je objavila da je napravila veliki korak u potrazi za održivim izvorima energije otkrićem koje bi moglo promijeniti globalnu energetsku sliku.
Naime, u rudarskom kompleksu Bayan Obo, jednom od najvažnijih nalazišta rijetkih minerala na svijetu, geolozi su identificirali golema nalazišta torija – radioaktivnog elementa koji bi, prema procjenama stručnjaka, mogao zadovoljiti kineske energetske potrebe idućih 60.000 godina. Riječ je o otkriću od čak milijun tona torija, a mnogi ga već nazivaju prekretnicom u razvoju nuklearne tehnologije i tranziciji prema čistoj energiji.
Ovo otkriće dolazi u trenutku kada Kina ubrzano traži alternativne izvore energije kako bi smanjila ovisnost o ugljenu, stabilizirala opskrbu i smanjila emisije stakleničkih plinova.
Budući da su područja bogata torijem mapirana na čak 234 lokacije diljem Kine, Peking je odlučio uložiti napore u razvoj tehnologija koje bi ga mogle učiniti temeljem za buduće nuklearne elektrane.
Što je torij i zašto je važan?
Torij je radioaktivni element koji se u prirodi nalazi u znatno većim količinama od urana. Znanstvenici ga već desetljećima vide kao moguću zamjenu za uran u nuklearnim reaktorima, no tek u posljednjih nekoliko godina ozbiljno se ulaže u razvoj tehnologija koje bi ga mogle koristiti. Glavna prednost torija je to što može proizvesti daleko više energije od urana – procjene govore da torij ima i do 500 puta veći energetski potencijal od uranij-232 koji se uobičajeno koristi u nuklearkama.
Torijski reaktori proizvode manje radioaktivnog otpada, sigurniji su i stabilniji te nose manji rizik od topljenja jezgre. Usto, otpad koji nastaje njegovim raspadom kraće je radioaktivan, pa se problem dugotrajnog skladištenja nuklearnog otpada znatno smanjuje.
Za razliku od urana, torij se ne može lako upotrijebiti za izradu nuklearnog oružja, što ga čini prihvatljivijim i iz sigurnosne perspektive. Konačno, torija ima više, jeftiniji je za vađenje, a nalazišta su ravnomjernije raspoređena po svijetu.
Torija ima i u Europi
Torija ima i u Europi, iako su nalazišta manja od onih u Aziji ili u Australiji. U Europi ga najviše ima u Norveškoj, a značajne količine otkrivene su i u Finskoj, Švedskoj, Francuskoj i Portugalu.
Većina torija u Europi nalazi se u obliku monazitnih pijesaka, koji se često javljaju uz rude rijetkih minerala i titanija. Norveška je posebno zanimljiva jer su njezina nalazišta povezana s velikim ležištima rijetkih minerala u južnom dijelu zemlje.
Iako Europa zasad nema velike projekte razvoja torijskih reaktora poput Kine, interes za torij raste upravo jer pruža mogućnost korištenja domaćih resursa za sigurnu i stabilnu opskrbu energijom, bez ovisnosti o uvozu urana ili fosilnih goriva.
Kako funkcioniraju torijski reaktori?
Kineski planovi za korištenje torija temelje se na tehnologiji rastaljenih soli (molten-salt reactors – MSR). U takvim reaktorima torij se miješa s litijevim fluoridom i zagrijava na oko 1400 °C. Ta otopina zatim se izlaže udarima neutrona, što pokreće nuklearne reakcije koje stvaraju uran-233 – fisijski materijal sposoban održavati stabilnu lančanu reakciju.
Ova tehnologija ima niz prednosti u odnosu na klasične reaktore. Prvo, radi pri atmosferskom, odnosno niskom tlaku, što smanjuje rizik od eksplozija. Drugo, reaktori rastaljenih soli mogu iznova i iznova reciklirati gorivo, čime maksimalno iskorištavaju torij i smanjuju količinu otpada. Treće, dizajn ovih reaktora omogućuje im da se sami zaustave u slučaju problema, što dodatno povećava sigurnost.
Sve to čini torij privlačnim rješenjem za zemlje koje žele stabilne izvore energije bez povećanja sigurnosnih prijetnji i problema dugotrajnog skladištenja otpada.
Kako izgleda proces fisije torija?
Raspad torija u nuklearnom reaktoru složen je proces koji uključuje niz nuklearnih reakcija. Torij-232 (Th-232), koji je najzastupljeniji izotop torija u prirodi, nije fisijski materijal, ali se može pretvoriti u fisijski materijal kroz niz reakcija. Evo kako pojednostavljeno teče taj proces:
1. Torij-232 apsorbira neutron i pretvara se u torij-233 (Th-233).
2. Torij-233 je nestabilan i podvrgava se beta raspadu te se pretvara u protaktinij-233 (Pa-233). Ovaj proces traje oko 22 minute.
3. Protaktinij-233 također je nestabilan i podvrgava se drugom beta raspadu, pretvarajući se u uranij-233 (U-233). Ovaj proces traje oko 27 dana.
4. Uranij-233 je fisijski materijal i može podnijeti nuklearnu fisiju kada apsorbira neutron. Tijekom fisije, oslobađa se velika količina energije i dodatni neutroni, koji mogu podržati lančanu reakciju:
Ovaj ciklus omogućuje korištenje torija kao goriva u nuklearnim reaktorima, posebno u reaktorima koji su dizajnirani za korištenje torija, poput reaktora na tekuće soli (MSR) ili torijevih reaktora s tekućim fluoridom (LFTR).
Koliko torija je Kina pronašla?
Prema podacima kineskih vlasti, na nalazištu Bayan Obo otkriveno je oko milijun tona torija. To je jedno od najvećih otkrića te vrste dosad, a s obzirom na to da ga ima na još 233 dodatne lokacije, jasno je da Peking planira ovaj resurs učiniti temeljem budućeg energetskog sustava.
Procjene kažu da bi ta količina mogla zadovoljiti kineske energetske potrebe idućih 60.000 godina.
Prvi reaktor mogao bi krenuti već 2029.
Kina već gradi svoj prvi eksperimentalni torijski reaktor na rastaljene soli u pustinji Gobi. Planirano je da taj reaktor, snage 10 megavata, počne s radom do 2029. godine. Ako sve prođe prema planu, ovo postrojenje bit će prvo takve vrste u svijetu.
Ako pokusni reaktor uspije, to bi moglo ubrzati izgradnju većih elektrana koje bi mogle stabilno napajati gradove i industrije.
Kineski stratezi jasno su dali do znanja da torij smatraju ključnim elementom svoje energetske budućnosti, zajedno s vjetroelektranama, solarnim elektranama i klasičnim nuklearkama.
Koje prepreke još postoje?
Iako torij nosi ogroman potencijal, njegovo korištenje još je u fazi razvoja. Potrebna su velika ulaganja u istraživanja, usavršavanje tehnologije i sigurnosne protokole. Tu su i izazovi u vađenju i obradi torija, koji zahtijevaju vrhunsku tehnologiju i značajne troškove.
Osim toga, trebat će uskladiti zakonske regulative i uvjeriti javnost u sigurnost novih reaktora, što u svijetu često ide sporo zbog povijesnog nepovjerenja prema nuklearnoj energiji.
Globalni utjecaj
Ako Kina uspije komercijalizirati torij i pokrene prvu generaciju reaktora na rastaljene soli, to bi moglo promijeniti globalnu energetsku sliku. Osim što bi smanjili emisije stakleničkih plinova i ovisnost o fosilnim gorivima, torijski reaktori mogli bi postati ključan izvor stabilne i dugoročno održive energije za mnoge zemlje.
S obzirom na sve veće geopolitičke napetosti i nesigurnost u opskrbi energentima, torij nudi priliku za veće energetsko osamostaljenje i stabilnost.
Kinesko otkriće samo je početak priče, no ako torij ispuni svoja obećanja, svijet bi mogao ući u novo doba fisijske nuklearne energije – sigurnije, čišće i gotovo neograničene.