Поучительная история, как Китай на вираже обошел США, и стал мировым лидером в атомной энергетике.
Опубликовано в Юньнани 14 августа 2025 г.Прорыв в ядерной технологии четвёртого поколения в Китае! Китай продолжил путь, по которому пошли Соединённые Штаты?
Соединённые Штаты — яркая звезда современных мировых научных исследований, достигшая революционных результатов во многих областях. Однако есть одна технология, которую США разработали, а затем отказались от неё, и которая теперь продолжает развиваться и продвигаться Китаем.
Речь идёт о технологии ториевого реактора на расплавленных солях , которую часто называют звездой инноваций в области ядерной энергетики . Полвека назад Соединённые Штаты отказались от этой технологии из-за её сложности.
Однако недавно ториевый реактор на расплавленных солях под кодовым названием TMSR-LF1 в Увэе, провинция Ганьсу, Китай , достиг непрерывной и стабильной работы.
Этот жидкотопливный реактор мощностью 2 мегаватта — единственная в мире построенная и введенная в эксплуатацию ядерная энергетическая система четвёртого поколения. Это не только знаменует собой официальное лидерство китайских ядерных технологий четвёртого поколения в мире, но и приведёт к кардинальным переменам в будущем социальной жизни и обороноспособности Китая!
Технология ядерной энергетики четвертого поколения в КитаеИсследования реакторов на расплавленных солях на основе тория начались в 1960-х годах, когда американцы обнаружили, что торий обладает многочисленными преимуществами по сравнению с обычным ураном , включая большую распространённость, лёгкость извлечения и меньшее количество отходов . При определённых условиях торий также может быть преобразован в высокоделящийся уран-255 — материал с широким спектром применения и повышенной безопасностью.
Однако по мере углубления исследований американцы вскоре обнаружили недостаток технологии реактора на расплавленных солях на основе тория: хотя он мог вырабатывать огромное количество энергии, его нельзя было напрямую применять для производства ядерного оружия . В период холодной войны 1960-х годов военное соперничество между США и Советским Союзом определяло технологическое развитие, и все научные достижения обеих стран в первую очередь предназначались для военных нужд.
Поскольку ториевый реактор на расплавленных солях не мог быть использован в военных целях, Соединенные Штаты, тщательно рассчитав стоимость проекта, в конечном итоге решили его прекратить и засекретили соответствующее оборудование и данные. Только после того, как Китай возродил технологию ториевого реактора на расплавленных солях и довел ее до совершенства, технология была полностью разработана.
В 1970 году китайское правительство предложило проект 728 , выбрав в качестве отправной точки для развития гражданской ядерной энергетики реактор на основе тория. По сравнению с передовыми и технически сложными лабораториями США, китайская лаборатория ядерной инженерии была унылой и примитивной. Лаборатория располагалась в невысоком здании из серого кирпича, и её оборудование в основном состояло из переделанных приборов отечественного производства, а лабораторные столы были завалены различными стеклянными колбами и измерительными приборами.
Более сложной проблемой было то, что в то время было невозможно воспроизвести экстремально высокие температуры, необходимые для экспериментов с лавой. Единственная действующая испытательная печь была построена из смеси различных рекомендованных материалов. Отечественные огнеупорные кирпичи едва соответствовали требованиям к высоким температурам, но их устойчивость была низкой. Исследователи обнаружили, что после каждого испытания большая часть материала полностью корродировала, что делало его непригодным к использованию.
Дефицит научных исследований сохранялся до 1990-х годов, когда группа начала экспериментировать со сплавами на основе никеля , разрабатывая высокоэффективные сплавы, способные выдерживать длительные периоды воздействия температур ниже нормы. В 2011 году Китайская академия наук, согласуя интересы национальной энергетической безопасности и развития, официально запустила программу ядерной энергетической системы на основе ториевых расплавленных солевых реакторов (THR), стремясь стать первой в мире компанией, которая в течение 20 лет реализует практическое применение THR, а также создать соответствующую отраслевую и исследовательскую группу.
В 2017 году Китайская академия наук подписала стратегическое соглашение с городом Увэй провинции Ганьсу о строительстве ториевого реактора на расплавленных солях в уезде Миньцинь. Строительство официально началось в сентябре 2018 года, общий объем инвестиций составил 22 млрд юаней и было реализовано в два этапа .
В то же время Китай реализует трёхэтапный план развития гражданской ядерной энергетики. От 2-мегаваттного теплового реактора в Увэе, Ганьсу, до 10-мегаваттного исследовательского реактора, 60-мегаваттного демонстрационного реактора и, наконец, 100-мегаваттного коммерческого реактора –
всё это должно быть завершено к 2030 году!В октябре 2023 года двухмегаваттный реактор на основе тория в уезде Миньцинь достиг первой критической реакции, успешно выработав электроэнергию в декабре того же года и достигнув полной мощности в июне следующего года. По состоянию на апрель этого года ядерная энергетическая система с ториевым реактором на жидкой соли работает непрерывно и стабильно, став единственной в мире действующей ядерной энергетической системой с ториевым реактором на жидкой соли.
Это вывело Китай на передовые позиции в области технологий ядерной энергетики четвёртого поколения.
Ториевые реакторы на расплавленных солях признаны во всем мире ведущей технологией ядерной энергетики четвертого поколения, обладающей многочисленными преимуществами по сравнению с традиционными реакторами деления. Уран, важнейший элемент ядерного деления, изначально обладает тремя существенными недостатками. Первый из них — нестабильность, приводящая к значительному накоплению тепловой энергии после завершения деления, что делает аварии крайне опасными с такими последствиями, как расплавление ядра на АЭС «Фукусима».
Во-вторых, охлаждение требует большого количества воды, что, в свою очередь, увеличивает затраты. Именно поэтому большинство стран строят атомные электростанции вблизи моря. В-третьих, запасы урана в мире ограничены, особенно в Китае .
Ториевые запасы тория примерно в четыре раза превышают запасы урана, и на долю Китая приходится около 60% мировых запасов. Учёные подсчитали, что этих ресурсов хватит как минимум на 20 000 лет непрерывного использования , независимо от рельефа и других факторов, что делает их практически неисчерпаемыми. Например,
запасов тория только на руднике Баян-Обо во Внутренней Монголии достаточно, чтобы обеспечить Китай энергией на тысячелетия.С другой стороны, урановые ресурсы не только ограничены, но и подлежат строгому импортно-экспортному контролю. Это означает, что если запасы страны истощатся, удовлетворить внутренний спрос за счёт импорта будет сложно. Более того, развитие Китая долгое время подвергалось ограничениям со стороны США и Запада, что ещё больше затрудняет долгосрочные прорывы в области технологий деления атомной энергии.
Реакторы на расплавленных солях (MSR) обладают неотъемлемыми преимуществами безопасности. Объединяя топливо и теплоноситель в одном блоке, они исключают высокое давление в 150 атмосфер, характерное для традиционных реакторов с водой под давлением (PWR), что позволяет работать при атмосферном давлении 7000 °C. В то время как обычные реакторы PWR могут расплавиться при разгерметизации, ториевые MSR обладают пассивными функциями безопасности. В случае аварии расплавленная соляная жидкость под действием силы тяжести поступает в подземные защитные емкости, а остаточное тепло естественным образом рассеивается в воздухе, что исключает риск расплавления в самом начале.
Абсолютная безопасность означает, что ториевые реакторы на расплавленных солях могут быть размещены во внутренних районах страны. Например, 2-мегаваттный реактор на расплавленных солях в Увэе, провинция Ганьсу, расположен под пустыней Гоби. Тёмное подземное пространство служит защитным экраном для реактора, защищая его от суровых природных условий, а также обеспечивая безопасную изоляцию на открытой местности.
Ториевые реакторы на расплавленных солях (MSR) обладают эффективностью преобразования тепловой энергии на 15% выше, чем урановые реакторы, что дополнительно снижает потери энергии. Они могут найти широкое применение в электроэнергетике и опреснении морской воды, способствуя энергетическому переходу Китая.
Что еще важнее, у него есть потенциал для миниатюризации. После дальнейшей оптимизации технологии можно будет даже построить контейнерный мобильный реактор для поддержки национальной лунной базы и программы исследования Марса. Ранее сообщалось, что атомный контейнеровоз, выпущенный Китайской корпорацией судостроения, использует технологию реактора на расплавленных солях.
Гражданские и оборонныеРазработка китайского ториевого реактора на расплавленных солях — задача масштабная.
Для большинства людей ключевым вопросом является то, как это повлияет на их повседневную жизнь. Что касается стоимости электроэнергии, то текущая стоимость электроэнергии, вырабатываемой ториевым реактором на расплавленных солях, составляет 0,1 юаня за киловатт-час, что составляет примерно треть стоимости электроэнергии, вырабатываемой на угле . Ожидается, что при крупномасштабном развертывании эта стоимость снизится до 0,05 юаня за киловатт-час, что в итоге составит 0,29 юаня за киловатт-час, что соответствует снижению на 60% .
Это пока экспериментальные данные; после выхода на полную коммерческую эксплуатацию в 2030 году цена неизбежно продолжит снижаться. Согласно политике Китая, первый уровень тарифов на электроэнергию составляет 0,45 юаня за киловатт-час .
Во-вторых, это вопрос национальной обороны. Миниатюрные реакторы на расплавленных солях на основе тория станут идеальным выбором для будущих военных кораблей. В настоящее время Китай планирует установить реакторы на расплавленных солях на контейнеровозах. Ожидается, что реактор, установленный на судне водоизмещением 230 000 тонн, будет вырабатывать 80 000 лошадиных сил и развивать максимальную скорость 30 узлов.
После успешного применения в сфере коммерческих судов эта технология в будущем неизбежно найдет применение на авианосцах, подводных лодках и даже истребителях, что еще больше увеличит радиус действия и выносливость военной техники Китая.
На 11-м «Патриотическом цикле лекций», проведённом Китайской академией наук в апреле, Сюй Хунцзе, руководитель китайской системы реакторов на расплавленных солях на основе тория, рассказал историю о черепахе и зайце. Он заявил, пока Китай сохраняет приверженность своим целям и упорно продолжает работать, он, несомненно, найдёт возможность наверстать упущенное и стать лидером
Увидев успехи Китая в области разработки реакторов на расплавленных солях на основе тория, американские специалисты также искренне сетовали: отказаться тогда от этой технологии было полной ошибкой.
