راه اندازی اولین نیروگاه هسته‌ای توریم جهان در چین

در عصر حاضر، نیاز روزافزون به منابع انرژی پاک، ایمن و پایدار باعث شده تا کشورها به دنبال جایگزین‌هایی برای سوخت‌های فسیلی و حتی اورانیوم در نیروگاه‌های هسته‌ای باشند. در این میان، توریم به عنوان یکی از گزینه‌های جذاب برای سوخت هسته‌ای مطرح شده است. چین، به عنوان یکی از پیشگامان فناوری هسته‌ای در جهان، پروژه توسعه اولین رآکتور هسته‌ای آزمایشی مبتنی بر توریم و رآکتور نمک مذاب را آغاز کرده است. این پیشرفت می‌تواند افق‌های جدیدی را در صنعت انرژی هسته‌ای به‌وجود آورد و آینده‌ای پاک‌تر و ایمن‌تر را نوید دهد. برای مطالعه بیشتر در مورد این پروژه بزرگ و تأثیر آن بر صنعت انرژی، ادامه مطلب را از بازرگام مگ دنبال کنید.

توریم چیست و چرا اهمیت دارد؟

توریم (Thorium) عنصری طبیعی و فراوان در پوسته زمین است که برخلاف اورانیوم، به تنهایی قابلیت شکافت هسته‌ای ندارد اما در رآکتورهای خاص می‌تواند به ایزوتوپ شکافت‌پذیر پروتاکتینیوم-۲۳۳ و در نهایت اورانیوم-۲۳۳ تبدیل شود. توریم به دلیل ویژگی‌هایی نظیر فراوانی بیشتر، تولید پسماند کمتر، ایمنی بالاتر و عدم قابلیت استفاده آسان در تسلیحات هسته‌ای، گزینه‌ای مطلوب برای تولید انرژی هسته‌ای به شمار می‌رود.

مزایای استفاده از توریم

1. ایمنی بالاتر: توریم در مقایسه با اورانیوم خطر کمتری دارد و احتمال وقوع حوادث هسته‌ای به شدت کاهش می‌یابد.
2. پسماند کمتر: رآکتورهای توریم میزان کمتری پسماند رادیواکتیو بلندمدت تولید می‌کنند.
3. عدم استفاده در تسلیحات: برخلاف پلوتونیوم حاصل از اورانیوم، اورانیوم-۲۳۳ تولیدی از توریم برای تولید سلاح‌های هسته‌ای دشوارتر است.
4. بهره‌وری بیشتر: انرژی حاصل از توریم بیشتر از اورانیوم است و چرخه سوخت مؤثرتری دارد.
5. فراوانی منابع: توریم در سطح زمین بسیار فراوان‌تر از اورانیوم است، به‌ویژه در کشورهای در حال توسعه.

فناوری رآکتورهای نمک مذاب چه تفاوتی ایجاد می‌کند؟

برخلاف رآکتورهای سنتی که از سوخت جامد استفاده می‌کنند، در رآکتورهای نمک مذاب، سوخت در قالب ترکیبی از نمک‌های فلورایدی یا کلریدی به صورت مایع در دمای بالا نگهداری می‌شود. این روش باعث افزایش ایمنی رآکتور می‌شود؛ چرا که در صورت بروز نقص فنی، سوخت به‌صورت طبیعی جامد شده و از انتشار مواد رادیواکتیو جلوگیری می‌کند. همچنین، سیستم خنک‌سازی این رآکتورها به آب وابسته نیست و می‌توان از دی‌اکسیدکربن یا فلزات مایع به عنوان خنک‌کننده استفاده کرد.

چین چگونه به فناوری توریم دست یافت؟

از سال ۲۰۱۱، آکادمی علوم چین پروژه تحقیق و توسعه رآکتورهای نمک مذاب را آغاز کرد. این رآکتورها که در دهه ۶۰ میلادی در ایالات متحده آزمایش شده بودند، به دلایل مختلف از جمله تمرکز بر رآکتورهای آب فشرده کنار گذاشته شدند. با این حال، چین با سرمایه‌گذاری هنگفت و همکاری صدها متخصص، موفق شد پروژه ساخت یک رآکتور نمک مذاب کوچک‌مقیاس مبتنی بر توریم را به مرحله اجرا برساند.

رآکتور آزمایشی TMSR-LF1؛ گام نخست

اولین رآکتور آزمایشی با نام TMSR-LF1 در شهر وووی در استان گانسو ساخته شد. این رآکتور با ظرفیت ۲ مگاوات حرارتی طراحی شده و برای استفاده از سوخت توریم در قالب نمک‌های مذاب توسعه یافته است. این رآکتور در سال ۲۰۲۱ تکمیل شد و از آن زمان تحت بهره‌برداری آزمایشی قرار دارد. هدف این پروژه، بررسی عملکرد رآکتور نمک مذاب و کارایی سوخت توریم در شرایط واقعی است. این گام آزمایشی به‌عنوان نقطه آغازینی برای توسعه رآکتورهای بزرگ‌تر و تجاری محسوب می‌شود.

چشم‌انداز آینده چین در حوزه رآکتورهای توریم

چین قصد دارد در سال ۲۰۲۵ ساخت یک رآکتور نمایشی ۱۰ مگاواتی مبتنی بر توریم و نمک مذاب را در صحرای گبی آغاز کند. این نیروگاه که در منطقه‌ای خشک و کم‌آب ساخته خواهد شد، توانایی عملکرد بدون نیاز به سیستم‌های خنک‌سازی آبی را خواهد داشت. پیش‌بینی می‌شود این پروژه تا سال ۲۰۳۰ به بهره‌برداری کامل برسد و تجربه‌ای عملیاتی و قابل تکرار برای سایر کشورها ارائه دهد.

چالش‌هایی که نباید نادیده گرفت

با وجود مزایای متعدد، فناوری رآکتورهای نمک مذاب هنوز چالش‌هایی مانند خوردگی تجهیزات به دلیل ماهیت خورندهٔ نمک‌های مذاب، پیچیدگی در طراحی، و نیاز به کنترل دقیق شیمیایی نمک‌ها را پیش‌رو دارد. همچنین، توریم به‌طور طبیعی شکافت‌پذیر نیست و نیاز به آغازگر شکافت (مانند اورانیوم یا پلوتونیوم) دارد که مسائل ایمنی و لجستیکی خاص خود را دارد.

بازتاب جهانی پروژه چین

پیشرفت چین در توسعه این رآکتور، توجه جهانی را به توریم جلب کرده است. کشورهای دیگری مانند هند، نروژ و آمریکا نیز پیش‌تر برنامه‌هایی برای استفاده از توریم داشته‌اند، اما تاکنون هیچ‌یک موفق به بهره‌برداری صنعتی نشده‌اند. این حرکت می‌تواند نقطه آغازی برای موج جدیدی از سرمایه‌گذاری و تحقیق در زمینه انرژی هسته‌ای پاک و پایدار باشد.

سخن پایانی

پیشرفت چین در راه‌اندازی رآکتور آزمایشی توریم، گامی مهم در مسیر نوآوری در انرژی هسته‌ای پاک و ایمن است. این پروژه نه تنها جایگاه چین را به‌عنوان پیشگام فناوری‌های نوین انرژی تثبیت می‌کند، بلکه امیدواری زیادی برای جهانی عاری از آلودگی‌های کربنی و وابستگی به سوخت‌های فسیلی به همراه دارد. اگر چالش‌های فنی این فناوری برطرف شود، آینده انرژی هسته‌ای ممکن است با توریم و رآکتورهای نمک مذاب بازتعریف شود.