Ториевый ядерный цикл продолжает вызывать оживленные обсуждения, и это неудивительно. Есть множество аспектов, которые стоит рассмотреть, особенно когда речь идет о жидкосолевых реакторах (ЖСР).
Почему же такая тесная связь между ториевым циклом и ЖСР? Все дело в особом процессе, который происходит при трансформации тория-232 в уран-233. В этой цепочке важную роль играет промежуточный продукт — протактиний-233, чей период полураспада составляет 27 дней. Благодаря этому, в ЖСР вы можете периодически отбирать небольшую долю расплавленного топлива для его дальнейшей переработки в специальном химическом цехе. Здесь извлекаются продукты деления и протактиний-233, который в течение времени превращается в уран-233. Это обеспечивает непрерывный процесс производства, давая возможность сразу же создавать новое ядерное топливо без ожидания выгрузки из традиционных реакторов.
Кроме того, регулярное извлечение протактиния-233 дает и дополнительные преимущества. В реакторе происходят реакции, при которых из протактиния-233 получается протактиний-232, который в свою очередь превращается в уран-232 в течение 1,3 дня. Уран-232 сильно настораживает своим радиационным фоном, так как он порождает жесткое гамма-излучение через таллий-208 в процессе распада. Однако, поддерживая уровень урана-233 на минимуме, мы можем снизить наработку этого опасного изотопа.
Тем не менее, привилегии такого подхода имеют свою цену:
1) Отсутствие защитных барьеров в виде топливной матрицы и оболочки реакторов делает процесс более уязвимым;
2) Высокая активность переработки радиоактивных материалов является слабым местом всего топливного цикла, и массовое использование ЖСР с переработкой может повлечь за собой риски крупных аварий, подобных Чернобылю и Фукусиме.
Можно ли считать ЖСР бесперспективными? Если речь идет лишь о производстве электроэнергии и конкуренции с традиционными реакторами, то да, недостатки этого направления явно превышают его плюсы. Однако для создания оружейных материалов или уничтожения минорных актинидов — таких как нептуний или америций — пара специальных реакторов вполне может быть оправдана. Важно понимать, что развитие целой технологии ради получения нескольких экземпляров может оказаться слишком затратным.
