Turiu jus nustebinti: branduolinės energetikos vieta yra šalia Saulės, vėjo ir kitų atsinaujinančių šaltinių. Mes aklai ir be pagrindo verčiame kaltę kažkam abstrakčiam – technologijai. Technologija nėra kalta nei dėl Fukušimos, nei dėl Černobylio avarijų, nei dėl Hirošimos ar Nagasakio tragedijų. Kalti esame mes, žmonės. Mums nerūpėjo saugumas, o rūpėjo atominės bombos. Ar mes viską teisingai padarėme? Ar dar įmanoma šią technologiją reabilituoti? Ar nebūtų protingiau gelbėti planetą nuo globalinio atšilimo diegiant saugias ir žalias atomines jėgaines? Saulės, vėjo, vandens jėgainės vargu ar artimiausiu metu galės patenkint augančius planetos energijos poreikius. Bent jau kol neįvyko jokių naujų technologinių revoliucijų.

Ankstesnio straipsnio pasvarstymai apie branduolinę energetiką, kaip žalią alternatyvą anglimi, dujomis ir naftos produktais kūrenamoms jėgainėms, susilaukė kritikos. Negaliu sakyti, kad kritika nėra pagrįsta. Iš tiesų, urano reaktoriai iš kartos į kartą brangsta. Ir brangsta jie dėl griežtesnių saugumo reikalavimų, o elektrinės statybos kaštai sudaro gerą gabalą būtinų investicijų. Tiesa, kad kiekviena atominė jėgainė tuo pačiu yra ir bomba, kurią gali susprogdint bet koks teroristas. Nekalbu apie nocebo efektą susijusi su viskuo, kas asocijuojasi su atominėms bombomis. Tačiau aš norėčiau atsakyti į išsakytą kritiką, kadangi rašydamas pirmą straipsnį iš ciklo surinkau daug medžiagos ir buvau priverstas ją išskaidyti į keletą nepriklausomų įrašų (niekas nemėgsta grafomanijos, net aš).

Toris pavadintas Skandinavų mitologijos veikėjo Toro vardu
Foto: Vida Press

Visų pirma profesorius Alvinas Weinbergas, mokslininkas, sukūręs pasaulyje paplitusius lengvo vandens urano reaktorius, savo darbuose kalbėjo ir apie kitokio tipo reaktorius – skysto torio fluorido reaktorius. Mokslininkas manė, kad būtent šis tipas yra labiau tinkamas civilinėms reikmėms.

Torio reakcijos ciklas (P. Kalifornijos universiteto iliustr.)
Foto: Vida Press

Kodėl jis taip galvojo? Matote, šie reaktoriai atsparesni katastrofoms, kurios įvyko Černobylyje ir Fukušimoje. Jiems nėra būtinas aukštas slėgis, o kuras yra skysto pavidalo. O svarbiausia tai, kad kurui kaistant reakcijos greitis sumažėja. Taip atsitinka dėl keleto dalykų:

1. dėl Doplerio efekto perkaitęs toris geriau sugeria neutronus, taip palikdamas mažiau laisvų neutronų tolimesnei reakcijai;
2. būdamas skystas, kuras kaisdamas stipriai plečiasi ir sparčiai išteka arba išgaruoja iš reakcijos centro;
3. reaktoriuje naudojamos druskos nesprogsta, nedega, nedalyvauja reakcijose net esant aukštoms temperatūroms;
4. vyksta žemų slėgių branduolinė reakcija: įvykus nenumatytai situacijai nei reaktorius, nei pastatas negali sprogti;
5. reakcijos produktai taip pat lieka mažuose slėgiuose, todėl aplinkos tarša neįmanoma;
6. lengva reakcijos kontrolė – neutronus sugeriančią medžiagą lengva injekuoti ir lengva pašalinti;
7. reakcijos produktai, nors ir radioaktyvūs, suyra greičiau, be to, torio reaktoriai gali perdirbti urano reaktoriaus atliekas.

sąrašą galime ilginti ir ilginti… Ir čia kyla klausimas: kodėl gi mes tokių reaktorių nenaudojame? Atsakymas elementarus: šaltas karas ir ginklai. Viskas prasidėjo 1939 metais, kuomet Albertas Einsteinas savo laiške JAV prezidentui Franklinui Rooseveltui parašė apie galimybę pagaminti „naujo tipo neįtikėtinai galingus ginklus“. F. Rooseveltas sureagavo ir taip JAV atsirado specialus urano reikalų komitetas.

Pirmojo pasaulyje atominio reaktoriaus (Chicago Pile-1) piešinys
Foto: Archyvo nuotr.

Dėl įžymių mokslininkų pastangų jau 1942 metais veikė pirmas atominis reaktorius, o jau 1943 metais JAV kariškiai vykdė Manhattano projektą, kurio tikslas buvo atominės bombos sukūrimas. 1945 metais įvyko Hirošimos ir Nagasakio bombardavimas.

Pirmos atominės bombos "Trinity" bandymas
Foto: Vida Press

Tiek JAV, tiek Sovietų Sąjunga norėjo turėti branduolinius ginklus. Branduoliniams ginklams būtinas sodrintas uranas ir plutonis, todėl būtent urano reaktoriai natūraliai įsipaišė į karinių programų kontekstą, kadangi jie gamino plutonį. Taip, taip, pirmieji atominiai reaktoriai buvo statomi visų pirma ne dėl elektros energijos gavybos, o dėl karinių tikslų. O kaip toris? Torio reaktorių programa taip pat buvo sėkminga, mokslininkams pavyko pagaminti pirmus veikiančius reaktorius. Tačiau 1973 metais JAV vyriausybė po beveik 20 metų sėkmingo darbo uždarė torio reaktorių programą. Arba, kaip savo knygoje „SuperFuel: Thorium, the Green Energy Source for the Future“ taikliai pasakė Richardas Martinas, torio reaktorių buvo atsisakyta dėl to, kad jie negamina plutonio bombų.

Urano reaktorių darbo ciklas
Foto: Archyvo nuotr.

Urano reaktoriui būtina iškąst 250 tonų gamtinio urano, kuriame yra apytiksliai 1,75 tonos 235 urano izotopo. Gamtinis uranas yra sodrinamas, taip yra gaunamos 35 tonos prisodrinto urano, kuriame urano koncentracija yra jau didesnė ir 215 tonų nuskurdinto urano, kuriame dėl technologijos netobulumo lieka kažkiek reikalingo kuro. Prisodrintas uranas keliauja į atominę elektrinę, kur reakcijos metu gaunamas plutonio 239 izotopas. Taip jėgainėje gaunamos 33,4 tonos urano 238, lieka nepanaudotos 0,3 tonos urano 235, ir, kas svarbiausia karinei pramonei, atsiranda 0,3 tonos plutonio. Kaip pavadint tokį procesą? Tikras dramblys!

Jei mes palyginsime urano branduolinį ciklą su branduoliniu torio ciklu, nustebsime, kiek mažai tereikia kuro. Šiame cikle jėgainei tereikia 1 tonos torio, o proceso išeigoje gaunama 1 toną atliekų. 83 procentai tų atliekų po maždaug 10-20 metų jau būna stabilios ir tik 17 procentų yra radioaktyvios apie 300 metų. Toris turi ir kitą esminį privalumą prieš uraną: mūsų planetoje jo yra nuo keturių iki penkių kartų daugiau nei urano.

Tas mano urano reaktorių palyginimas su drambliu nėra be pagrindo. Dėl savo karinio potencialo urano reaktoriai nuo pat pradžių buvo projektuojami ne kaip efektyvūs, pigūs ir ekonomiški reaktoriai, o kaip karinės pramonės objektas. Būtent todėl iki 1980-1990 metų urano reaktoriai evoliucionavo ne link pigios elektros, o link gremėzdiškos infrastruktūros. Nepamirškite, kad kariškiai norėjo turėti reaktorius povandeniniuose laivuose, o pirmieji urano reaktoriai naudojo ne vandenį, bet druskas, kurios nelabai su tuo vandeniu draugauja. Truputis vandens ir povandeniniam laivui jau niekas nebepadėtų…

Jeigu mes dabartinėmis sąlygomis norėtume pigios branduolinės jėgainės, mums tektų pritaikyti tam atominiam drambliui gerą dietą ir sumažinti jo „svorį“. Anot žurnalo „IEEE Spectrum“, urano reaktorių kainos sumažinimui galėtų pagelbėti keletas dalykų:

a) reaktorių dizainas turi būti užtikrinamas pasyviomis priemonėmis – taip būtų sutaupyta brangių aktyvių saugos sistemų sąskaita;
b) reaktorių dizainas turi būti modulinis: taip veiktų masto ekonomiką, o dalys būtų pigios;
c) reaktoriai turi būti termiškai efektyvūs, mažesnis tūris turi generuoti daugiau elektros negu dabar;
d) reaktorių dizainas turi būti suderinamas su egzistuojančiomis technologijomis: taip būtų sutaupyta infrastruktūrai.

Būtent tokie žingsniai padėtų sumažinti branduolinių reaktorių kainą tiek kad jų naudojimas būtų pigesnis nei iškastinio kuro deginimas. Ir tokie bandymai „pataisyti“ urano reaktorius iš tikro vyksta. Bet ar jie pavers „dramblį“ saugesniu? Ar žmogiškasis veiksnys nesujauks visų saugumo priemonių ir nepaleis vėjais visų inžinerinių sprendimų? Greičiausiai idealaus saugumo niekas neužtikrins. Matote, teroristų grėsmes niekas pašalinti negali. Nebent toris!

Čia skaitytojui gali kilti kitas svarbus klausimas: „Kodėl mes dabar vis dar nematome torio reaktorių?“ Torio reaktoriai galėtų būt medicininio molibdeno 99 šaltiniais, o šis radioaktyvus metalas naudojamas rentgeno nuotraukoms daryti. Tai būtų puikus būdas atpigint bendrą torio jėgaines dizainą. Geriau pasižvalgius po internetą galima surast aibę įmonių, kurios dirbtų su torio reaktorių dizainais. Billo Gateso ir korporacijos „Microsoft“ investicijos į torio jėgaines vadinasi „Terrapower“.

Be B. Gateso įmonės, JAV yra ir daugiau kompanijų, kurios dirba su torio reaktoriais: „Flibe Energy“, „Thorium Power“ ir „Lightbridge“. Bet JAV bendrovėms koją kiša torio statusas: toris JAV biurokratams yra teršalas, todėl jo gavyba draudžiama ir ribojama. Dėl šios priežasties JAV firmos bando dirbt su rusais Kurčatovo institute, bet patys suprantate, kas yra Rusija. Nesenai iš Kurčatovo instituto gastarbaiteriai pavogė 5 tonas vario, kurį nupjovė nuo eksperimentinio termobranduolinio reaktoriaus „Tokamak“. Apsauga pastebėjo tik po savaitės, kuomet buvo vagiami likučiai.

Kinija nesenai suvokė torio perspektyvas ir buvo pradėjusi riboti eksportą. Indija nuo seno gana sparčiai vysto torio branduolinių jėgainių programą. Norvegai taip pat domisi torio reaktoriais ir prieš porą metų „Thor Energy“ pademonstravo savo veikiantį reaktorių.

Negaliu pasakyti, jog reikalai stovi vietoje. Bet vien dėl stagnacijos reaktorių rinkoje nėra vietos ir pernelyg dideliam optimizmui. Torio reaktoriai yra gerokai „liesesni“, saugesni ir ekonomiškesni, negu urano reaktoriai. Tai yra jų palaiminimas ir prakeiksmas vienu metu. Jiems būtinos investicijos, ši technologija nebuvo vystoma daugiau nei 50 metų, nėra juos reglamentuojančių įstatymų, jiems pritaikytos infrastruktūros. Tačiau ši branduolinė technologija neturi neigiamos praeities, tai yra taikus (tikrąją to žodžio prasme) atomas, tai yra tikrai saugus ir žalias elektros energijos šaltinis. Ir jis gali mums padėti perdirbt urano jėgainių atliekas, kadangi plutonis gali būti panaudotas torio reaktoriuose kaip katalizatorius. Lieka tik vienas klausimas, ar žmonės pritaikys šią dietą storam atominiam drambliui.

Ankstesnį šio ciklo straipsnį skaitykite čia.