U KINESKOM dijelu pustinje Gobi, daleko od urbanih središta i političkih reflektora, nedavno je pokrenuta nuklearna elektrana koja bi mogla promijeniti globalnu energetsku budućnost.

Naime, Kina je izgradila i pustila u pogon svoj prvi eksperimentalni torijski reaktor na rastaljene soli – TMSR-LF1 – čime je otvorila novo poglavlje u povijesti nuklearne energetike.

Ova tehnologija, koja koristi torij umjesto uobičajenog uranija, obećava sigurniju, čišću i dugoročno održiviju proizvodnju energije. Za Kinu, koja se suočava s izazovima smanjenja emisija stakleničkih plinova i ovisnosti o ugljenu, ovaj korak predstavlja strateški iskorak.

No, značaj ovog postignuća nadilazi kineske granice jer otvara vrata globalnoj tranziciji prema novim, sigurnijim izvorima nuklearne energije. Naime, danas je već svima jasno da nuklearna energija treba biti važan saveznik u zaustavljanju klimatskih promjena te da nuklearke treba graditi, a ne zatvarati, osim ako to nije nužno.

Što je torijski reaktor i zašto je važan?

Torijski reaktori kao gorivo koriste torij-232, element koji je obilan u prirodi, a slabo je radioaktivan. Za razliku od uranija, nije fisibilan sam po sebi, ali se u reaktoru može pretvoriti u uranij-233, koji je sposoban za fisiju. Ova konverzija omogućuje stabilnu i kontroliranu proizvodnju energije.

Kineski reaktor TMSR-LF1 koristi tehnologiju rastaljenih soli, u kojoj se torij miješa s litijevim fluoridom i koristi istovremeno kao gorivo i kao rashladno sredstvo, što omogućuje rad na višim temperaturama i nižim tlakovima u usporedbi s tradicionalnim vodom hlađenim reaktorima. Ova tehnologija smanjuje rizik od taljenja jezgre i omogućuje pasivnu sigurnost jer se u slučaju pregrijavanja reaktor automatski hladi bez potrebe za vanjskim izvorima energije.

Zamjena goriva tijekom rada

Prema medijskim napisima, kineski znanstvenici uspjeli su ponovno napuniti reaktor gorivom i to dok je bio u pogonu, što je značajan tehnički uspjeh.

Hrvatski stručnjak za nuklearnu sigurnost dr. sc. Zdenko Šimić kaže da mogućnost izmjene goriva tijekom rada povećava raspoloživost elektrane.

"Većina reaktora mora se obustaviti za izmjenu goriva. Ipak, više reaktora u komercijalnom pogonu ima ovu mogućnost, npr. teškovodni CANDU u Kanadi i lakovodni AGR (VB) i RBMK u Rusiji", dodaje Šimić.

Prednosti torija nad uranijem

Pobornici torija ističu da on ima nekoliko ključnih prednosti u odnosu na uranij. On je tri do četiri puta obilniji u Zemljinoj kori od uranija, što ga čini pristupačnijim resursom.

Reaktori na torij proizvode manje dugotrajnoga radioaktivnog otpada, a proizvedeni otpad ima kraće vrijeme poluraspada, što olakšava njegovo zbrinjavanje.

Iako se iz torija može proizvesti uranij-233, koji je fisibilan, prisutnost izotopa uranaij-232, koji emitira snažno gama zračenje, otežava rukovanje i korištenje u oružane svrhe.

Šimić kaže da bi korištenje torija za proizvodnju energije značilo stotinu puta veći potencijal u odnosu na uranij

"To je zato što se iz prirodnog uranija iskoristi samo mali postotak energije, do 5% u naprednim reaktorima s recikliranjem. Torij bi se mogao iskoristiti otprilike desetak puta više, ovisno o reaktoru. No, potencijal uranija se isto tako može značajno povećati s oplodnim reaktorima kao alternativa oplodnji torija", tumači.   

Tehnički izazovi i ograničenja

Uz navedene prednosti torijski reaktori imaju i određene nedostatke. Rastaljene soli su korozivne pa je potrebno razviti materijale koji mogu izdržati dugotrajnu izloženost visokim temperaturama i kemijskim reakcijama.

Tijekom rada reaktora nastaju nusprodukti koji mogu apsorbirati neutrone i utjecati na učinkovitost reakcije, što zahtijeva sofisticirane sustave za njihovo uklanjanje. Budući da je tehnologija relativno nova, postoji ograničeno iskustvo u dugotrajnom radu i održavanju takvih reaktora.

Šimić kaže da visoka radioaktivnost uranija 233 predstavlja problem u radu reaktora kod obrade fisijskih produkata i goriva: "Ipak, najveći nedostatak je manjak iskustva jer se tehnologija još razvija i to može značajno utjecati na pouzdanost u radu te na cijenu pogona". 

Kineski strateški pristup

Kina je prepoznala potencijal torija još 2011. godine kada je započela s razvojem programa torijskih reaktora. Investicija u TMSR-LF1 dio je šire kineske strategije smanjivanja ovisnosti o ugljenu i postizanja cilja ugljične neutralnosti do 2060. godine.

Kina je također nedavno objavila otkriće velikih nalazišta torija u rudarskom kompleksu Bayan Obo, koje bi moglo zadovoljiti energetske potrebe zemlje za idućih 20.000 do 60.000 godina. Ova otkrića i tehnološki napredak pozicioniraju Kinu kao lidera u razvoju alternativnih nuklearnih tehnologija, s potencijalom da utječu na globalne energetske strategije.

Prema izvješću časopisa Popular Mechanics, kineski znanstvenici koristili su deklasificirane dokumente iz američkog Oak Ridge National Laboratoryja u kojem je tijekom 1960-ih godina razvijen eksperimentalni torijski reaktor, kako bi unaprijedili vlastitu tehnologiju.

Globalni značaj nove nuklearke

Pokretanje prvog operativnog torijskog reaktora ima globalne implikacije. Prije svega, torij pruža alternativu uraniju, što može smanjiti geopolitičke tenzije oko opskrbe nuklearnim gorivom. Manje količine radioaktivnog otpada i kraće vrijeme njegova poluraspada olakšavaju zbrinjavanje i smanjuju dugoročne rizike.

Uspjeh kineskog projekta može potaknuti druge zemlje na istraživanje i razvoj torijskih tehnologija, čime bi se ubrzala globalna tranzicija prema održivim izvorima energije.

Iako tehnologija još nije spremna za masovnu primjenu, njezin razvoj pokazuje smjer kojim bi globalna energetika mogla krenuti. U svijetu koji traži rješenja za klimatske promjene i energetsku sigurnost, torij nudi obećavajuću alternativu koja zaslužuje daljnju pozornost i ulaganja.

Unatoč tim izazovima, razvoj torijskih reaktora predstavlja značajan korak prema sigurnijoj i održivijoj nuklearnoj energiji.

Trebaju nam i nuklearne na uranij i na torij

Šimić smatra da torij nije ključan za veće kratkoročno korištenje nuklearne energije.

"Torij će biti važan ako se nuklearna energija bude sve više koristila prema kraju stoljeća i nadalje radi zaustavljanja klimatskih promjena. Kako god, važno je da barem netko ozbiljno radi na razvoju novih reaktora, uključujući i torijske", poručuje Šimić.