Основное отличие реактора, предназначенного для «сжигания» тория, от реактора, работающего на уране, состоит в том, что в первом случае радиоактивное топливо производится только в самом реакторе, а не подается в него, как в случае с ураном. Это значит, что торий нельзя использовать для создания ядерной бомбы.
Россия входит в десятку стран-держателей резервов тория. При этом, РФ не проявляет никакой активности на внешнем рынке (нулевые значения импорта и экспорта). Запасы сосредоточены в Мурманской области, Якутии и Иркутской области. Самые большие запасы этого элемента накоплены с 40-х и 50-х годов прошлого века, то есть во время зарождения ядерной энергетики.
Если смотреть на это с политической и экономической точки зрения, торий представляет собой гораздо более выгодно и равномерно распределенный ресурс на карте мира. Это могло бы защитить рынок от создания организаций стран, диктующих цены на это сырье. Кроме того, электростанции на основе тория могут достичь гораздо более высокого КПД топлива, около 50%, тогда как в случае с ураном после обогащения современные электростанции достигают лишь 4-5%.
Наиболее перспективным типом ториевого реактора является так называемый реактор на бегущей волне. Электростанция, использующая такую технологию, сможет работать несколько десятков лет после одной загрузки топлива, а радиоактивные отходы от этого цикла будут незначительными по сравнению с нынешним масштабом. Интересно также, что эта силовая установка соответствует условиям замкнутого топливного цикла. Эта особенность относит эти реакторы к возобновляемым источникам энергии в соответствии с действующими стандартами. Это связано с возможностью преобразования «бесполезных» с энергетической точки зрения изотопов в ценное топливо.
Более того, при небольших изменениях в конструкции можно было бы использовать большую часть радиоактивных отходов в качестве топлива для этих электростанций. Этот процесс происходит внутри реактора, поэтому с технической точки зрения реактор снабжается не топливом, а воспроизводящими материалами, которые становятся топливом. Только такое сырье готово к выработке электроэнергии и самоподдерживающейся цепной реакции, поддерживающей непрерывную работу электростанции.
Это довольно необычное свойство делает данный реактор очень безопасной версией ядерных реакторов, поскольку производится только то количество энергетического сырья, которое необходимо в данный момент, что практически полностью исключило бы потенциальный ущерб, который мог бы произойти во время аварии.
Основным центром разработки ториевых реакторов является Китай, завершивший строительство экспериментальной электростанции такого типа в конце 2023 года. Более того, китайцы заявляют, что к 2030 году смогут строить такие реакторы в промышленных масштабах.
Еще одним примером страны, которая интересуется этой технологией, является Индия. Причиной этого может быть то, что они располагают крупнейшими в мире месторождениями тория при относительно небольших месторождениях урана. Важно также, что Индия является одной из немногих стран мира, не подписавших Договор о нераспространении ядерного оружия, который предоставляет ей большую свободу в исследованиях и работах в области ядерной энергетики.
Углубляясь в преимущества использования тория в качестве источника энергии на атомных электростанциях, трудно не задаться вопросом, почему он до сих пор не внедрен в массовом масштабе. Основная проблема – развитие соответствующей и инфраструктуры. Затраты на строительство и содержание электростанции в случае с ториевыми реакторами были бы значительно выше из-за отсутствия разработанных конкретных схем строительства.
Кроме материальных вопросов, есть и юридические аспекты. Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) пытается свести к минимуму количество радиохимических заводов, необходимых для исследований по разработке энергетических установок на основе тория. Однако такие правила вполне оправданы, поскольку фактически ограничивают возможности производства ядерных боеголовок.
Интересно также, что потенциал как урана, так и тория был известен уже в первой половине ХХ века. Хотя торий казался гораздо более выгодным источником энергии, чем уран, все инвестиции были направлены на последний элемент. Причиной такого выбора, вероятно, стал военный потенциал урана, которого нет у тория.
Решение оказалось более важным, чем могло показаться. Сегодня развитие ядерных технологий гораздо сложнее, чем несколько десятков лет назад, из-за соглашений, обязательных для большинства стран. Такое правовое регулирование не позволяет достичь того уровня технического прогресса, который был возможен несколько десятков лет назад, а значит, получение удовлетворительных результатов требует гораздо больше времени.
Пока остается ждать результатов китайских или индийских исследований по развитию этого вида энергетики. Прорывы в этих исследованиях могут произвести революцию в мировой энергетической экономике.
В научном дискурсе бытуют мнения, что ториевые реакторы являются наиболее перспективными реакторами четвертого поколения в силу их высокого КПД и сравнительно более простых в реализации технических требований.