Megmentheti a tórium az atomenergiát?

"El tudnám képzelni, hogy az egész bolygó tóriumból nyeri az energiáját" - írta még 2006-os blogjában Kirk Sorensen, aki jelenleg az alabamai Teledyne Brown Engineering cég vezető atomtechnológusa. Sorensen akkor sem volt, és azóta sincs egyedül a hagyományos uránnal működő reaktorok fűtőanyagánál kétszázszor nagyobb energiát rejtő platinafényű, puha fém iránti szimpátiájával, ami a japán katasztrófa kapcsán újra előtérbe kerülhet.

Sokan szeretnének ezzel a természetben is előforduló elemmel üzemelő erőműveket látni, leváltva az uránt és a plutóniumot. Bár a technológia még közel sem kiforrott és nagyban különbözik a jelenlegi, hagyományosnak mondható reaktoroktól, támogatói meggyőződéssel állítják, hogy ezek a reaktorok immúnisak lennének a fukusimai reaktorokat sújtó problémákkal szemben, miközben nagyságrendekkel kevesebb radioaktív hulladékot termelnének. "Több igazán lenyűgöző biztonsági előnye van" - tette hozzá Sorensen.

A tóriumra sokan az éghajlatváltozás elleni küzdelem egyik leghatékonyabb eszközeként tekintenek, miközben a fukusimai események egyre inkább megingatják az atomenergiába vetett hitet. "Meg kell állítanunk a szénhidrogén üzemanyagok használatát" - mondta Roger Barlow, a brit Manchester Egyetem részecskefizikusa. "Sajnos azt kell mondanom, hogy a megújuló erőforrások aligha lesznek képesek kielégíteni az energiaszükségleteinket"

A tóriumos reaktorok is a radioaktivitáson alapulnak, mégis nagyban különböznek a hagyományos nukleáris reaktoroktól, éppen ezért támasztanak teljesen egyedi kihívásokat, amiket le kell küzdeni mielőtt egy működő változat valósággá válhat.


Egy folyékony fluoridos tórium reaktor (LFTR) szívében egy több száz Celsius fokos sóolvadékban, esetünkben lítium-fluoridban feloldott tóriummal feltöltött kamra helyezkedik el. A tórium önmagában alig rendelkezik radioaktivitással, ezért egy kis mennyiségű urán-233 hasadóanyag hozzáadása szükséges a nukleáris reakciók elindításához. Akárcsak az urán-235, a 233 is radioaktív, ezért hasad, hőt és neutronokat szabadítva fel. Ezek a tórium atomoknak ütközve újabb urán-233 izotópokká alakítják azokat, hőt termelve a folyamatban. Mivel az urán-233 hasad, újabb neutronok jönnek létre, így egy újra és újra ismétlődő folyamat alakul ki, magyarázta Sorensen. Az üzemanyag egy ugyancsak sóolvadékot tartalmazó hőcserélőn áthaladva lehűl, ezt a sót használhatják a turbinák meghajtásához és az elektromos energia generálásához.

Mivel a hűtéshez nem vizet használnak, sokkal kisebb a robbanás kockázata, amit Fukusimánál a gőz felgyülemlése és a víz lebomlásával keletkezett hidrogén idézett elő. A folyékony üzemanyag a radioaktív hulladék mennyiségét is jelentősen lecsökkenti. A hagyományos reaktorokban a szilárd üzemanyag-rudakat jóval a radioaktív melléktermékek elbomlása, és az urán üzemanyag felhasználása előtt el kell távolítani a magból. Erre azért van szükség, mert a túl magas sugárzás megduzzasztja és megrepeszti a rudakat, lehetővé téve a sugárzás kiszabadulását.

Ezzel szemben egy folyékony reaktor üzemanyagára nincs hatással a sugárzás, ezért folytathatja a felhasználását egészen addig, míg gyakorlatilag az összes radioaktív komponense le nem bomlik nem radioaktív melléktermékekké. Másik előnye, hogy a hagyományos üzemanyag-rudakkal ellentétben a fluorid sók nem gyúlékonyak. Ha a szilárd rudak lángba borulnak, radioaktív füstöt bocsátanak ki. A fluorid sók hátulütője azonban, hogy rendkívüli maróhatással rendelkeznek, ezért tárolásukhoz különleges anyagok kellenek. Egy kísérleti sóolvadékos reaktorhoz, ami 1965 és 1969 között üzemelt az Egyesült Államok Oak Ridge Nemzeti Laboratóriumában egy korrózió álló nikkel-molibdén ötvözetet, az úgynevezett Hastelloy N-t használtak tároló anyagként, a projekt végére azonban még ezt is lebontotta az anyag.

Emellett, bár az LFTR-ek az általuk termelt hulladék nagy részét elégetik, nem semmisítik meg az összes maradványt, ezért továbbra is szükség lenne valamennyi hosszú életű radioaktív anyag tároló kapacitásra.