Недавно паблики облетела новость, что запасы тория в Китае на порядки превышают предыдущие оценки, и это безграничный источник чистой энергии, который имеет шансы стать основным. Так ли это, и каковы перспективы для Казахстана?
Что такое торий
Торий – это слаборадиоактивный элемент, металл с атомным числом 90, встречающийся в почве, горных породах и даже в воде в составе таких минералов как торит, торианит, монацит. Является также одним из продуктов распада урана. В отличие от урана, представлен в более концентрированных формах и встречается в 3-4 раза чаще. Часто сопровождает другие редкоземельные металлы, т.е. можно налаживать производство, ориентированное сразу на группу востребованных элементов. Кроме того, что немаловажно, торий в значительных количествах содержится в хвостах горнорудных выработок.
Как считалось до недавнего времени
Согласно недавним оценкам платформы World Population Review [1], в государствах СНГ в совокупности содержатся крупнейшие запасы уже извлеченного в рудах тория – 1,5 млн тонн. В топе также Индия, Бразилия, США, Египет, Турция, есть торий и в Гренландии, о которой мы тоже так много слышим в последнее время, согласно отчету Center for Minerals and Materials Geological Survey of Denmark and Greenland от 2023 года [2].
Еще 10-15 лет назад ученые считали перспективы ториевых реакторов спорными – такие данные содержатся в статье проф.К.Роудса в Форбс в 2012 году [3] из-за необходимости строительства огромных ускорителей, а реакторы на расплавленной соли (TMSR), которые как раз и развиваются сегодня, были лишь одной из научных гипотез.
Что изменилось
Однако последние новости из Китая имеют шансы полностью изменить сложившуюся диспозицию. Рассекречен оказался китайский отчет 2020 года, показавший, что хвосты горнодобывающего комплекса Баян-Обо во Внутренней Монголии содержат запасы тория около 1 млн тонн, что на порядки превышает предыдущие оценки, и этого хватит на потребности Китая в электроэнергии на десятки тысяч лет вперед – об этом написала в феврале 2025 китайская South China Morning Post [4].
Ранее Агентство по надзору за ядерной безопасностью Китая выдало разрешение, позволяющее эксплуатировать первый в стране ториевый реактор. В Китае, по данным SCMP, уже в текущем году начнётся строительство новой АЭС на ториевом топливном цикле [5].
Планируется, что реактор будет выдавать 60МВт тепла, и частично оно будет использоваться на 10 МВт-ной электростанции, а частично направляться на производство водорода. Запуск в эксплуатацию планируется в 2029 году.
Преимущества
Торий вырабатывает в 200 раз больше энергии, чем уран, и в 3,5 миллиона раз (!) больше, чем уголь, если сравнивать энергоемкость одной тонны. Торий не требует дорогостоящего процесса обогащения, необходимого для уранового топлива. Такой реактор компактен, ему не нужно охлаждение, т.к. для передачи тепла он использует расплавленные соли тория.
Реакторы TMSR характеризуются высокой пассивной ядерной безопасностью. Они не несут риска расплавления – в случае перегрева плавится пробка в нижней части реактора, и топливо сливается в нижестоящую емкость с поглотителями нейтронов. Технология предполагает постоянную подпитку свежим топливом, что также менее рискованно с точки зрения возможности неконтролируемого разгона реактора, чем загрузка большого количества топлива с высоким запасом реактивности.
Кроме того, в отличие от реакторов на основе урана, такая технология производит значительно меньше долгоживущих радиоактивных отходов, т.е. решает одну из основных проблем традиционной атомной энергетики – долгосрочное управление ядерными отходами.
Еще одно преимущество – торий сложнее использовать для производства ядерного оружия, он «устойчив к распространению», т.е. технологию атомной ториевой энергетики можно распространять по странам практически без риска, что они смогут использовать его для военного назначения.
Добыча тория безопаснее добычи урана – это открытые выработки, нет риска воздействия радона.
Барьеры
Несмотря на оптимистичные заголовки о новой эре бесконечной дешевой энергии, не все так просто.
Технологию сложно назвать зрелой – пока нет ни одного промышленного ториевого реактора, только экспериментальные, и нельзя с уверенностью утверждать, что понятны все последствия и характеристики. Возможно, новый китайский реактор изменит эту ситуацию.
Но уже точно известно, что процесс извлечения тория из редкоземельных руд представляет собой кислотной или щелочное выщелачивание и требует большого количества агрессивных веществ и затрат энергии, оставляя в результате сотни тысяч тонн токсичных сточных вод на грамм очищенного тория, это отмечается в статье на платформе Interesting Engineering [6].
Кроме того, требуют корректировки нормативная база, регламенты по безопасности и т.д., что в атомной отрасли не происходит быстро.
Перспективы
Если / когда ториевые атомные реакторы смогут широко применяться, это может кардинально изменить глобальный энергетический ландшафт. Поселения и города, крупнотоннажные морские и космические корабли, арктические и космические станции получат недорогой компактный источник энергии, почти не требующий подзарядки.
Решив главную родовую проблему современных ядерных реакторов – необходимость обеспечения долгосрочной безопасности радиоактивных отходов –TMSR станут их лучшей версией, дав еще более благоприятное решение для ухода от ископаемых топлив.
География запасов тория иная по сравнению с привычным ураном, и это также изменит расстановку сил – карты опять в пользу Китая, но и другие развивающиеся страны имеют большие запасы – торий может демократизировать доступ к чистой энергии и в целом изменить глобальный энергетический ландшафт.
Лидерами могут стать страны, обладающие и запасами тория, и ядерными технологиями, а кроме Китая, это, например, Индия.
Перспективы для Казахстана
Сейчас мы в той интересной точке, когда прежние представления, даже научные, быстро меняются. Уже в ближайшие пару лет мы увидим, как идет строительство TMSR в Китае, наверняка подтянутся и последователи – Норвегия, Индия и другие также делали подходы к ториевым ядерным технологиям.
Можно с уверенностью предположить, что Казахстан обладает значительными запасами тория в уже извлеченных рудах – отходах ГОКов. Наличие урановой промышленности говорит о том же.
А значит, необходимо провести исследования и оценить запасы и возможность организации производства тория, тем более что производство урана уже освоено. Как минимум, торий может стать новым экспортным товаром, если / когда технология выйдет на массовую промышленную эксплуатацию. Таким образом удастся еще больше диверсифицировать экспорт от нефтяной зависимости в пользу продуктов для чистой энергетики. Можно ожидать, что развитые страны предпочтут не иметь производства тория как экологически обязывающего, что дает странам с меньшей концентрацией населения, например, Казахстану, нишу для организации таких производств, конечно, при жестком экологическом контроле за управлением отходами.
Кроме того, учитывая планы Казахстана по строительству трех АЭС, не лишена реальности перспектива разворачивания реактора на ториевых солях. Это также будет работать на диверсификацию энергомикса, большую энергетическую устойчивость, а кроме того, поспособствует планам Казахстана по экспорту чистой энергии вкупе с проектом зеленого энергетического коридора.
Использованные ссылки
[1] https://worldpopulationreview.com/country-rankings/thorium-reserves-by-country
[2] https://www.researchgate.net/profile/Jakob-Keiding-2/publication/371666953_Review_of_the_critical_raw_material_resource_potential_in_Greenland/links/648e067495bbbe0c6ecf9b06/Review-of-the-critical-raw-material-resource-potential-in-Greenland.pdf
[3] https://www.forbes.com/sites/energysource/2012/02/29/thorium-nuclear-power-a-lesson-from-norway/
[4] https://www.scmp.com/news/china/science/article/3300360/chinas-thorium-survey-finds-endless-energy-source-right-under-our-feet?module=top_story&pgtype=homepage.
[5] https://www.scmp.com/news/china/science/article/3271978/china-sets-launch-date-worlds-first-thorium-molten-salt-nuclear-power-station
[6] https://interestingengineering.com/energy/endless-thorium-supply-in-china-can-help-make-unlimited-nuclear-power-survey
