Почему сохраняется интерес к ториевому топливному циклу?

Основное преимущество тория, из-за которого его стоит осваивать - это возможность создать реактор-размножитель на тепловых нейтронах, если в качестве замедлителя использовать тяжёлую воду. Тяжеловодные реакторы не новинка для отрасли и накоплен большой опыт их эксплуатации, особенно в Канаде с ее канальными реакторами CANDU.

Работает это следующим образом.

При облучении тория-232, в нем постепенно нарабатывается уран-233 по схеме: торий-232 (радиационный захват) торий-233 (бета-минус распад) протактиний-233 (бета-минус распад) уран-233. У урана-233 выход вторичных нейтронов такой же как у урана-235. А вот соотношение сечения радиационного захвата к делению у урана-233 составляет около 0,1, тогда как у урана-235 - 0,2. То есть, уран-233 имеет в два раза меньшее паразитное поглощение нейтронов, которое не сопровождается делением. Поэтому замена урана-235 на уран-233 позволяет сэкономить нейтроны, которые можно потратить на облучение тория-232.

Второе слагаемое, которое экономит нейтроны - это замена обычной воды на тяжелую. Сечение поглощение нейтрона у водорода на порядки выше, чем у дейтерия. Поэтому тяжелая вода почти не поглощает нейтроны при их замедлении.

Скрупулезная экономия нейтронов - то, на чем построена концепция реактора-размножителя на тепловых нейтронах. Коэффициент воспроизводства топлива (КВ) там небольшой, но больше 1, А этого достаточно для формирования следующей топливной загрузки реактора и накопления небольшого избытка урана-233.

Собственно, эту технологию развивают индусы, их PHWR - канальные реакторы с тяжеловодным замедлителем - как раз и призваны создать замкнутый топливный цикл на основе ториевого топлива. Запускать его хотят в три этапа:
1) работа обычных легководных реакторов ВВЭР/PWR на низкообогащенном уране для накопления плутония;
2) работа PHWR на топливе из смеси тория с плутонием из легководных реакторов для накопления урана-233;
3) работа PHWR на топливе торий-232 + уран-233.

У нас же сделали ставку на реакторы на быстрых нейтронах. Они построены по другому принципу: не пытаться любым путем экономить нейтроны, а увеличивать их выход в результате деления путем поддержания высокой энергии у нейтронов. Чем более "горячий" нейтрон налетает на тяжелое ядро - тем больше вторичных нейтронов получается при его делении. БН могут реализовать как воспроизводство плутония на уране-238, так и урана-233 на тории. Однако технология БН намного сложнее в освоении, нежели PHWR, поэтому Индия свою программу натриевых реакторов развивает во вторую очередь. Аналогичный соблазн есть и у Китая, учитывая накапливающиеся запасы ториевых отвалов от производства РЗЭ. Для России вопрос выбора между ураном и торием не стоит: технология БН в этом плане всеядна, и она практически готова к коммерческому использованию.

От использования тория в свое время отказались по трем причинам:
1) Требуется геологоразведка месторождений тория и их освоение. В то время все силы были брошены на уран.
2) В отличие от урана, природный торий не содержит делящихся изотопов, его нужно облучать нейтронами для получения урана-233. Для использования тория в качестве основы топливного цикла требуется реактор-размножитель ядерного топлива, способный производить уран-233 в большем количестве, чем потребляет на свою работу.
3) Переработка ториевого топлива требует создания нового химического процесса. И это в условиях, когда нужно дорабатывать Пьюрекс-процесс для извлечения плутония из уранового ОЯТ.

Фактически, использование тория требует создания второй ветки ядерного топливного комплекса: добыча и очистка тория, изготовление из него топлива, создание технологии переработки ториевого ОЯТ, строительство нового радиохимического завода. Ну и конечно же реакторы-размножители... При этом у тория на то время не было особых преимуществ перед ураном. То, что там рассказывают про "безотходное производство" - это безграмотные сказки журналистов. Любое ОЯТ на основе тория так же содержит продукты деления. Хоть чуть другого состава - но в том же количестве, что и в обычном урановом ОЯТ.

Стоит помнить, что речь идет об эпохе Холодной войны, когда перед ядерными комплексами развитых стран ставилась задача производства делящихся материалов для ядерных боеприпасов. АЭС и производство ядерного топлива выросли уже как результат конверсии военных технологий для гражданских целей. Поэтому в то время решение отложить освоение ториевого цикла, принятое как в СССР, так и на Западе - было абсолютно верным.

При этом никто не отказывался от проведения экспериментов на ториевую тематику. Например, в США наработали некоторое количество урана-233 и сделали из него ядерный боеприпас, который потом успешно испытали во время операции Teapot. Проводились эксперименты с облучением на исследовательских реакторах ториевых топливных композиций: и с высокообогащенным ураном, и с плутонием, и с ураном-233. Схему переработки ториевого топлива - TOREX-процесс - за прошедшие десятилетия тоже в общих чертах сделали. Различные варианты активных зон имеющихся и проектируемых ядерных реакторов с загрузкой ториевого топлива - регулярно публикуются в научной печати. Но это все пока что лабораторные работы и мелкие НИОКР, это не промышленные технологии.

В сравнении с временами Холодной войны, сейчас ситуация изменилась:
1) Отпала необходимость в специальной геологоразведке и освоении ториевых месторождений - он идёт попутно при добыче редкоземельных металлов. Сегодня ториевые отвалы являются проблемой, и МАГАТЭ даже выпустило специальный отчёт на тему ториевых запасов, где отвалы от добычи РЗЭ помечены как хороший источник тория.
2) Проведена большая работа по реакторам-размножителям, особенно класса БН. На данный момент в нашей стране ведется подготовка к строительству первого коммерческого реактора-размножителя БН-1200М. Аналогичные программы активно развиваются в Индии и Китае. Попутно, применительно к торию, развивается тематика тяжеловодных канальных реакторов, в которых можно добиться расширенного воспроизводства ядерного топлива при использовании смеси торий-232 + уран-233.
3) За прошедшие десятилетия накоплен значительный научно-технический задел, можно переходить к опытной отработке технологий производства и переработки топливных композиций на основе тория.

Но опять же, если осваивать ториевый топливный цикл, надо строить новые заводы, проектировать новое оборудование. И заново обосновывать безопасность реакторов, на которых будет использоваться ториевое топливо. А этот объем работы - не для одного НИИ или КБ.

Про сетки из ТиВ 11, 24
В 1960-1961 гг. прошли испытания обстрелом два варианта сетчатой экранной защиты танка Т‑54 – типа «Зонтик» и «Шатер». Частичное экранирование «Зонтик» оказалось по направлению ее обстрела, а экранирование «Шатер» обеспечивало круговую защиту танка. При этом общая масса конструкции экранной защиты типа «Шатер» составляла около 200 кг.
…
В 1964 г. разработали комплексную противокумулятивную экранную защиту ЗЭТ‑1 (защита экранная танковая) для средних танков Т‑54, Т‑55 и Т‑62;
Сетчатый лобовой экран ЗЭТ‑1 полностью перекрывал лобовую проекцию танка при курсовом угле 0°, а при развороте башни закрывал его с направлений, в которых
он вел огонь. Минимальное расстояние между экраном и броней составляло 1800 мм.
Масса экрана составляла 60 кг…
Попадание 85‑мм кумулятивного снаряда в экран вызывало разрушение 1–2 секций, а 100–115‑мм кумулятивного снаряда – 1–3 секций экрана.
Применение ЗЭТ-1 усиливало противокумулятивную защиту средних танков, и ее рекомендовали к принятию на вооружение. Однако сетчатый экран в серийное производство не поступил. К тому времени для защиты лобовой части корпуса и башни танка от кумулятивных средств поражения были предложены комбинированные броневые преграды.
…
Тем не менее, в соответствии с приказом начальника ГБТУ на танках Т‑54, Т‑55 и Т‑62 (не имевших комбинированной броневой защиты) предусматривалось использование экранной защиты ЗЭТ‑1 в «угрожаемый период, непосредственно перед началом боевых действий».

"Мы, граждане и бывшие военнослужащие, призываем членов парламента и сенаторов:

1. Опубликовать всю информацию о присутствии французских военных на Украине с 2022 года, как того требует статья 35 [конституции];

2. Организовать дебаты с последующим голосованием о продолжении этого вмешательства в соответствии со статьей 35;

3. Провести голосование относительно ратификации франко-украинских соглашений о безопасности от 16 февраля 2024 года в соответствии со статьей 53;

4. Включить это обращение в повестку дня в течение 15 дней после ее передачи в парламент, чтобы гарантировать полное осуществление парламентского контроля".

🇵🇰🇮🇳Минобороны Пакистана заявило о готовности к войне с Индией

«Спасибо, Моди, вы объединили нашу нацию. Хотите войны? Начинайте. Пакистан готов».