Return to Video

Торий, альтернативное ядерное топливо

  • 0:00 - 0:03
    Практически каждый в мире —
    часть какого-либо сообщества,
  • 0:03 - 0:05
    большого или маленького.
  • 0:05 - 0:08
    И каждое из этих сообществ
    имеет схожие потребности.
  • 0:08 - 0:09
    Им нужен свет,
  • 0:09 - 0:10
    им нужно тепло,
  • 0:10 - 0:11
    им нужно кондиционирование.
  • 0:11 - 0:15
    Люди не могут нормально работать,
    если очень жарко или очень холодно.
  • 0:15 - 0:19
    Им нужно выращивать или получать пищу,
    распределять её и правильно хранить.
  • 0:19 - 0:24
    Необходимо собирать отходы,
    удалять их и обрабатывать.
  • 0:24 - 0:27
    Люди в сообществе должны иметь возможность
    перемещаться с места на место
  • 0:27 - 0:28
    максимально быстро.
  • 0:28 - 0:32
    И энергоснабжение
    является основой всех этих процессов.
  • 0:32 - 0:35
    Энергия в виде электричества
    обеспечивает свет и кондиционирование.
  • 0:35 - 0:37
    Энергия в виде тепла согревает нас.
  • 0:37 - 0:40
    А химическая энергия
    обеспечивает удобрения,
  • 0:40 - 0:43
    управляет сельскохозяйственной техникой
    и транспортом.
  • 0:43 - 0:45
    Я 10 лет работал в НАСА.
  • 0:45 - 0:48
    В 2000-м году, в начале моей карьеры там,
  • 0:48 - 0:50
    я был сильно заинтересован сообществами.
  • 0:50 - 0:52
    Но больше всего меня увлекала идея
  • 0:52 - 0:53
    лунного сообщества.
  • 0:54 - 0:57
    Оно бы имело те же потребности,
    что и земные сообщества,
  • 0:57 - 0:59
    но обладало бы уникальными
    сдерживающими факторами.
  • 0:59 - 1:02
    И нам бы пришлось думать,
    как обеспечить энергией
  • 1:02 - 1:03
    это необычное сообщество.
  • 1:03 - 1:05
    На Луне нет угля.
  • 1:05 - 1:06
    Там нет нефти.
  • 1:06 - 1:08
    Там нет природного газа.
  • 1:08 - 1:09
    Там нет атмосферы.
  • 1:09 - 1:11
    И ветра там тоже нет.
  • 1:11 - 1:13
    Проблемы были бы и с солнечной энергией:
  • 1:13 - 1:15
    Луна делает полный оборот вокруг Земли
    за один месяц.
  • 1:15 - 1:17
    На две недели Солнце пропадает,
  • 1:17 - 1:19
    и ваши солнечные панели
    не производят энергии.
  • 1:19 - 1:22
    Вы могли бы зарядить батареи,
    чтобы их хватило на две недели,
  • 1:22 - 1:24
    но это было бы непрактично.
  • 1:24 - 1:26
    Так что атомная энергия
    была бы единственным вариантом.
  • 1:26 - 1:30
    Тогда, в 2000-м, я мало знал
    об атомной энергии
  • 1:30 - 1:31
    и я начал учиться.
  • 1:31 - 1:35
    В атомной энергетике
    практически всегда используется вода
  • 1:35 - 1:36
    в качестве охладителя.
  • 1:36 - 1:39
    В этом есть свои преимущества,
    но есть и много недостатков.
  • 1:39 - 1:42
    Для производства электричества
    вам нужно сделать воду гораздо горячее,
  • 1:42 - 1:44
    чем обычно возможно.
  • 1:44 - 1:47
    При нормальном давлении вода закипает
    при 100 градусах Цельсия.
  • 1:47 - 1:51
    Этого совершенно недостаточно для
    эффективного производства электричества.
  • 1:51 - 1:54
    И водоохлаждаемые реакторы работают
    при гораздо более высоком давлении,
  • 1:54 - 1:56
    чем атмосферное давление.
  • 1:56 - 2:00
    Некоторые водоохлаждаемые реакторы
    работают при давлении более 70 атмосфер,
  • 2:00 - 2:04
    а некоторым приходится работать
    при давлении 150 атмосфер.
  • 2:04 - 2:05
    Этого никак нельзя избежать.
  • 2:05 - 2:08
    Это то, что необходимо делать
    при производстве электричества
  • 2:08 - 2:10
    с помощью водоохлаждаемого реактора.
  • 2:10 - 2:12
    Значит, вам нужно построить
    водоохлаждаемый реактор
  • 2:12 - 2:13
    как сосуд под давлением,
  • 2:14 - 2:16
    со стальными стенами толщиной более 20 см.
  • 2:16 - 2:18
    Если это кажется тяжёлым —
    то так оно и есть.
  • 2:18 - 2:20
    Всё станет гораздо хуже,
    если случится авария,
  • 2:20 - 2:22
    и произойдёт потеря давления
    внутри реактора.
  • 2:23 - 2:25
    Вода в жидком состоянии
    при температуре 300 градусов Цельсия
  • 2:25 - 2:27
    в случае внезапной потери давления
  • 2:27 - 2:29
    не останется жидкой надолго.
  • 2:29 - 2:30
    Произойдёт паровой взрыв.
  • 2:30 - 2:34
    Поэтому водоохлаждаемые реакторы
    строят в больших толстых бетонных зданиях,
  • 2:34 - 2:36
    называемых защитной оболочкой,
  • 2:36 - 2:39
    предназначенных удержать весь пар,
    который вырвался бы из реактора
  • 2:39 - 2:41
    в случае аварии с потерей давления.
  • 2:41 - 2:45
    Объём пара примерно в 1 000 раз
    превышает объём воды,
  • 2:45 - 2:47
    поэтому защитная оболочка
    получается очень большой
  • 2:47 - 2:49
    по сравнению с размером реактора.
  • 2:49 - 2:52
    Ещё при потере давления
  • 2:52 - 2:53
    и паровом взрыве,
  • 2:53 - 2:56
    если вы не сможете обеспечить
    реактор аварийным охладителем —
  • 2:56 - 2:58
    он перегреется и расплавится.
  • 2:58 - 3:01
    В современных реакторах в качестве
    топлива используется оксид урана.
  • 3:01 - 3:04
    Это керамический материал
    с характеристиками
  • 3:04 - 3:07
    схожими с теми, которыми обладают
    керамические чашки или посуда,
  • 3:07 - 3:09
    или кирпичи, из которых мы
    строим камины.
  • 3:09 - 3:10
    Он химически стабилен,
  • 3:10 - 3:12
    но не очень хорош для передачи тепла.
  • 3:12 - 3:14
    Если вы теряете давление —
    вы теряете воду.
  • 3:14 - 3:16
    Потом ваше топливо расплавится
  • 3:16 - 3:18
    высвободив радиоактивные вещества.
  • 3:18 - 3:22
    Производство твёрдого ядерного топлива —
    сложный и дорогой процесс.
  • 3:22 - 3:25
    И из топлива получается извлечь
    менее одного процента энергии,
  • 3:25 - 3:28
    пока оно может находится в реакторе.
  • 3:28 - 3:30
    Водоохлаждаемые реакторы имеют
    ещё одно условие:
  • 3:30 - 3:33
    им нужно находиться рядом
    с большими водоёмами,
  • 3:33 - 3:35
    в которых пар будет
    охлаждаться и конденсироваться.
  • 3:35 - 3:38
    Иначе они не смогут
    производить электричество.
  • 3:38 - 3:40
    На Луне нет ни озёр, ни рек,
  • 3:40 - 3:42
    так что, похоже, водоохлаждаемые реакторы
  • 3:42 - 3:44
    не очень вписываются в лунное сообщество,
  • 3:44 - 3:46
    приходится согласиться с вами.
  • 3:46 - 3:47
    (Смех)
  • 3:47 - 3:51
    Мне посчастливилось узнать
    о другой форме атомной энергии,
  • 3:51 - 3:53
    которая не имеет всех этих проблем
  • 3:53 - 3:54
    по простой причине:
  • 3:54 - 3:57
    она независима от водяного охлаждения
    и не использует твёрдое топливо.
  • 3:57 - 3:59
    Удивительно, но её основой является соль.
  • 3:59 - 4:01
    Однажды я был у друга в офисе
  • 4:01 - 4:04
    и я заметил книгу на полке:
    «Реакторы на жидком топливе».
  • 4:04 - 4:06
    Я заинтересовался и попросил его
    одолжить мне её.
  • 4:06 - 4:09
    Из книги я узнал об исследовании
    в Соединённых Штатах
  • 4:09 - 4:10
    в 1950-х годах
  • 4:10 - 4:13
    по типу реактора
    независимому от твёрдого топлива
  • 4:13 - 4:15
    или от водяного охлаждения.
  • 4:15 - 4:17
    Он не имел проблем
    водоохлаждаемого реактора
  • 4:17 - 4:19
    благодаря весьма изящному решению.
  • 4:19 - 4:22
    В качестве ядерного топлива
    использовалась смесь фторидных солей,
  • 4:22 - 4:26
    а именно фторидов лития,
    бериллия, урана и тория.
  • 4:26 - 4:28
    Фторидные соли необыкновенно
    химически стабильны.
  • 4:28 - 4:31
    Они не вступают в реакцию
    с воздухом и водой.
  • 4:31 - 4:33
    Вам нужно нагреть их примерно
    до 400 градусов Цельсия,
  • 4:33 - 4:35
    чтобы они расплавились.
  • 4:35 - 4:37
    Но это как раз идеально
    для выработки энергии
  • 4:37 - 4:38
    в ядерном реакторе.
  • 4:38 - 4:39
    А вот настоящая магия:
  • 4:39 - 4:42
    им не нужно работать
    под высоким давлением.
  • 4:42 - 4:44
    Это и есть главное различие —
  • 4:44 - 4:48
    им не нужно находиться в толстых, тяжёлых
    стальных сосудах высокого давления,
  • 4:48 - 4:49
    им не нужна вода в качестве охладителя,
  • 4:49 - 4:51
    и в реакторе нет ничего,
  • 4:51 - 4:53
    наподобие воды,
    что радикально бы меняло плотность.
  • 4:53 - 4:55
    Так что защитная оболочка вокруг реактора
  • 4:55 - 4:57
    может быть меньше и плотно подогнанной.
  • 4:57 - 5:01
    В отличие от твёрдого топлива, плавящегося
    при отсутствии охлаждения,
  • 5:01 - 5:03
    жидкое фтористое топливо расплавится
  • 5:03 - 5:05
    при гораздо более низких температурах.
  • 5:05 - 5:07
    При эксплуатации у вас имеется
    маленькая пробка
  • 5:07 - 5:09
    в нижней части корпуса реактора.
  • 5:09 - 5:12
    Эта пробка сделана из замороженной соли,
  • 5:12 - 5:14
    остающейся замёрзшей из-за холодного газа,
  • 5:14 - 5:15
    поступающего через трубу.
  • 5:15 - 5:18
    В случае аварии и потери энергоснабжения
  • 5:18 - 5:19
    на атомной станции —
  • 5:19 - 5:21
    газ перестаёт поступать,
  • 5:21 - 5:23
    замороженная соляная затычка плавится,
  • 5:23 - 5:25
    и жидкое фтористое топливо реактора
  • 5:25 - 5:27
    вытекает по трубе из корпуса
  • 5:27 - 5:29
    в сосуд называемый «сливной бак».
  • 5:29 - 5:33
    Сливной бак настроен так, чтобы
    максимально ускорить отвод тепла
  • 5:33 - 5:36
    и пассивно дать соли охладиться
  • 5:36 - 5:38
    постепенно уменьшая её температуру.
  • 5:38 - 5:39
    В случае водоохлаждаемых реакторов
  • 5:39 - 5:41
    вы должны снабжать станцию энергией,
  • 5:41 - 5:44
    чтобы обеспечить циркуляцию воды
    и избежать катастрофы,
  • 5:44 - 5:46
    как было в Японии.
  • 5:46 - 5:49
    Но в нашем реакторе,
    в случае потери энергообеспечения,
  • 5:49 - 5:52
    он отключается самостоятельно
    без вмешательства человека
  • 5:52 - 5:55
    и переходит в безопасный
    и контролируемый режим.
  • 5:55 - 5:56
    Мне это всё понравилось,
  • 5:56 - 6:00
    и я был взволнован возможностями
    использования жидкосолевого реактора
  • 6:00 - 6:02
    в энергообеспечении Луны.
  • 6:02 - 6:04
    Потом я узнал о тории,
    и всё стало вообще замечательно.
  • 6:04 - 6:06
    Торий — это природное ядерное топливо,
  • 6:06 - 6:10
    которое встречается в земной коре
    в четыре раза чаще, чем уран.
  • 6:10 - 6:12
    Он применим в реакторах
    на жидком фториде тория
  • 6:12 - 6:16
    для выработки электричества, тепла
    и прочих ценных продуктов.
  • 6:16 - 6:20
    Содержание энергии в нём настолько высоко,
    что её пожизненный запас
  • 6:20 - 6:21
    поместится у вас в руке.
  • 6:21 - 6:24
    Торий часто встречается на Луне,
    и его легко найти.
  • 6:24 - 6:27
    Вот карта месторождений лунного тория.
  • 6:27 - 6:29
    Он имеет электромагнитное поле,
    и его легко обнаружить
  • 6:29 - 6:31
    даже из космоса.
  • 6:31 - 6:33
    Реактор на жидком фториде тория
    даст достаточно энергии,
  • 6:33 - 6:36
    чтобы мы смогли перерабатывать
    воздух, воду и отходы
  • 6:36 - 6:38
    в нашем лунном сообществе.
  • 6:38 - 6:41
    Строго говоря, это будет абсолютно
    необходимо, если мы хотим преуспеть.
  • 6:41 - 6:44
    Мы сможем выращивать зерно, нужное
    для пропитания сообщества,
  • 6:44 - 6:46
    даже во время двухнедельной лунной ночи,
  • 6:46 - 6:48
    используя свет и энергию от реактора.
  • 6:48 - 6:51
    Похоже, что реактор на жидком фториде
    тория, или LFTR,
  • 6:51 - 6:54
    это источник энергии, который
    сделал бы автономную лунную колонию
  • 6:54 - 6:55
    реальностью.
  • 6:55 - 6:56
    Но у меня возник простой вопрос:
  • 6:56 - 7:00
    если это так хорошо подходит
    для сообщества на Луне —
  • 7:00 - 7:03
    может, это подойдёт и для
    земного сообщества, сообщества будущего,
  • 7:03 - 7:05
    автономного и энергонезависимого?
  • 7:05 - 7:08
    Те же методы производства
    и переработки энергии,
  • 7:08 - 7:11
    от которых бы зависело выживание на Луне,
  • 7:11 - 7:14
    могли бы играть ключевую роль
    и в выживании на Земле.
  • 7:14 - 7:16
    Мы используем ископаемое топливо,
  • 7:16 - 7:18
    потому что его легко найти,
    и потому что мы можем.
  • 7:18 - 7:22
    К сожалению, это делает некоторые части
    нашей планеты похожими на Луну.
  • 7:22 - 7:24
    Использование ископаемого топлива
    рождает конфликты
  • 7:24 - 7:26
    в нестабильных регионах планеты,
  • 7:26 - 7:28
    стоит денег и жизней.
  • 7:28 - 7:30
    Всё было бы иначе,
    если бы мы использовали торий.
  • 7:30 - 7:34
    В LFTR мы бы использовали торий
    примерно в 200 раз более эффективно,
  • 7:34 - 7:35
    чем в случае с ураном.
  • 7:35 - 7:39
    И так как LFTR способны
    практически полностью высвободить
  • 7:39 - 7:40
    энергию из тория —
  • 7:40 - 7:44
    мы бы уменьшили выброс отходов
    в сотни раз, по сравнению с ураном,
  • 7:44 - 7:47
    и в тысячи раз, по сравнению
    с ископаемым топливом.
  • 7:47 - 7:50
    Нам всё ещё было бы нужно жидкое
    топливо для машин и механизмов,
  • 7:50 - 7:53
    но мы могли бы производить его
    из атмосферного углекислого газа,
  • 7:53 - 7:55
    или из воды, как это происходит в природе.
  • 7:55 - 7:57
    Мы бы производили водород, расщепляя воду,
  • 7:58 - 8:01
    а его реакция с углеродом,
    получаемым из атмосферного CO2,
  • 8:01 - 8:05
    давало бы нам топливо, такое как метанол,
    аммиак и диметиловый эфир,
  • 8:05 - 8:07
    что могло бы стать прямой заменой
    дизельному топливу.
  • 8:07 - 8:10
    Вообразите бензин и дизель
    с нулевым выбросом двуокиси углерода,
  • 8:10 - 8:13
    Устойчивый и самовоспроизводимый.
  • 8:13 - 8:14
    Достаточно ли у нас тория?
  • 8:14 - 8:15
    Достаточно.
  • 8:15 - 8:19
    В Соединённых Штатах имеется более
    3 200 тонн тория,
  • 8:19 - 8:21
    запасённых 50 лет назад
  • 8:21 - 8:24
    и в настоящее время
    неглубоко закопанных в Неваде.
  • 8:24 - 8:26
    Если использовать этот торий в LFTR,
  • 8:26 - 8:30
    то мы получим столько энергии, сколько
    потребляется в США в течение трёх лет.
  • 8:30 - 8:32
    И торий вовсе не редкое вещество.
  • 8:32 - 8:34
    Существует много мест, как это в Айдахо,
  • 8:34 - 8:38
    где участок размеров футбольного поля
    даст каждый год столько тория,
  • 8:38 - 8:39
    сколько будет нужно всему миру.
  • 8:39 - 8:41
    Использование жидкого фторида тория
  • 8:41 - 8:44
    поможет нам отказаться
    от дороговизны и сложностей
  • 8:44 - 8:47
    атомных станций, основанных на водяном
    охлаждении и твёрдом уране.
  • 8:47 - 8:50
    Нам не будут нужны большие
    атомные реакторы высокого давления
  • 8:50 - 8:52
    и громоздкая защитная оболочка вокруг них.
  • 8:52 - 8:55
    Не будут нужны массивные
    паровые турбины с низким КПД.
  • 8:55 - 8:56
    Нам не будет нужно
  • 8:56 - 8:59
    такое количество линий электропередач,
  • 8:59 - 9:01
    потому что торий весьма портативный
    источник энергии
  • 9:01 - 9:04
    и может находится там, где он нужен.
  • 9:04 - 9:07
    Реактор на жидком фториде тория
    был бы компактной установкой,
  • 9:07 - 9:09
    энергоэффективной и безопасной,
  • 9:09 - 9:11
    снабжающей нас энергией днём и ночью,
  • 9:11 - 9:13
    независимо от погодных условий.
  • 9:13 - 9:16
    В 2007-м мы использовали пять миллиардов
    тонн угля,
  • 9:16 - 9:18
    31 миллиард баррелей нефти,
  • 9:18 - 9:20
    пять триллионов кубических метров
    природного газа
  • 9:20 - 9:23
    и 65 000 тонн урана,
  • 9:23 - 9:25
    чтобы обеспечить Землю энергией.
  • 9:25 - 9:27
    Такого же эффекта мы могли бы достичь
  • 9:27 - 9:31
    использовав 7 000 тонн тория,
    добытых всего лишь из одной шахты.
  • 9:31 - 9:34
    Если вас всё это заинтересовало —
    приглашаю вас посетить наш сайт,
  • 9:34 - 9:37
    на котором растущее онлайн сообщество
    активных сторонников тория
  • 9:37 - 9:41
    работает над идеей реализации
    чистой, безопасной
  • 9:41 - 9:43
    и стабильной энергии будущего,
  • 9:43 - 9:44
    основанной на тории.
  • 9:44 - 9:46
    Благодарю вас.
    (Аплодисменты)
Title:
Торий, альтернативное ядерное топливо
Speaker:
Кирк Соренсен
Description:

Кирк Соренсен представляет реактор на жидком фториде тория — способ производства энергии более надёжный, экологичный и эффективный, чем существующие в современной ядерной энергетике.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
09:59

Russian subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.