Российские ученые разрабатывают технологию, на основе которой можно будет создавать ториевые реакторные установки малой мощности. На таких установках политехники предлагают сжигать оружейный плутоний, перерабатывая его в электрическую и тепловую энергию, которую дальше можно применить для производства водорода в промышленных масштабах. Результаты исследования ученых из Томского политехнического университета и МИФИ опубликованы в журнале Annals of Nuclear Energy.

Ториевые реакторные установки можно будет использовать в тех районах, где нет рек, которые обязательны должны быть рядом с классическим реактором. Например, их можно будет применять в засушливых местностях, а также на севере — в отдаленных районах Сибири и в Арктике.

«Любая станция, как правило, строится на берегу реки. Озеро для этих целей не подходит, так как вода обязательно должна быть проточной, чтобы в ней не накапливалось никаких вредных элементов. Из реки вода забирается для нужд атомной станции. В частности, она используется в активной зоне реактора для его охлаждения. В ториевых реакторных установках вместо воды используется гелий, также могут подойти углекислый газ (CO₂) или водород. Таким образом, воду использовать уже не потребуется», — рассказывает один из авторов статьи, доцент Инженерной школы ядерных технологий ТПУ Сергей Беденко.

Установка способна работать на невысоких мощностях (от 60 Вт), для активной зоны ториевого реактора потребуется совсем немного топлива, а процент его выгорания при этом будет выше, чем на существующих сегодня реакторах. После переработки 3% оставшегося оружейного плутония уже не будут представлять ядерной опасности. На выходе образуется смесь из графита, плутония и продуктов распада, которую будет очень трудно использовать для каких-либо других целей. Эти остатки можно будет только захоронить.

«Пожалуй, главным преимуществом таких установок станет то, что они многоцелевые. Во-первых, мы эффективно утилизируем с помощью ториевого реактора один из самых опасных видов радиоактивного топлива, во-вторых — получаем энергию и тепло, а в-третьих — с его помощью можно будет наладить промышленное производство водорода», — резюмирует Сергей Беденко.

Получать водород ученые предлагают за счет гелия, который заменит в ториевом реакторе воду. В активной зоне реактора гелий будет нагреваться до температуры в 1250°C, а затем поступать на установку по производству водорода. По словам политехников, масштабы производства водорода на такой атомной станции будут гораздо выше, чем на существующих химических производствах. Еще одним важным преимуществом ториевой установки станет то, что, в зависимости от нужд производства, можно будет менять мощность реактора, повышая или понижая объемы производимого водорода.

На ториевых установках можно будет не только производить водород, но и опреснять воду.