Torium - uusiutuva luonnonvara

Torium on radioaktiivinen metalli, jota on runsaasti maaperässä ja jonka puoliintumisaika on 14.05 miljardia vuotta. Auringon ollessa elinkaarensa lopussa n. 5 miljardin vuoden kuluttua toriumia on edelleen jäljellä 78% sen nykyisestä määrästä. Ihmiskunnan näkökulmasta se on siis ikuista ja on myös erinomainen raaka-aine maailman kyltymättömään energiatarpeeseen. Kuvasta 1 alla näemme miksi.

Kuva 1. Toriumreaktorissa uutta polttoainetta syntyy jatkuvasti lisää.

Toisin kuin nykyiset ydinvoimalat, jotka hyödyntävät vain vajaan prosentin käyttämästään polttoaineesta, torium-reaktorissa polttoaineen koko energia voidaan käyttää lähes kaikki, mikä pienentää ratkaisevasti syntyvän jätteen määrää ja aikaa, jolloin säteilyn taso on vaarallisen korkea (n. 300 vuotta).

Toinen toriumin käyttöä puoltava seikka on, että pellettien sijasta se, samoin kuin siitä muodostuva U233, voidaan tuoda reaktoriin sulana suolana, jonka lämpötila on jo luonnostaan korkea. Tällöin painevesireaktoreiden tapainen paineastia voidaan jättää pois eikä sen räjähtämisvaaraa silloin ole. Myös valtava suojakupu on silloin tarpeeton samoin kuin sen sisältämät varajärjestelmät, joilla onnettomuustilanteissa varmistetaan reaktorisydämen jäähdytys. Sulasuolareaktorissa reaktio sammuu itsestään, ilman ainuttakaan käyttäjän toimenpidettä, jos reaktorin normaali toiminta jostain syystä estyy.

Kuva 2. Olkiluoto 3:n reaktorisydän ja sitä ympäröivä valtava suojakupu.

Maailmalla toriumreaktoria kehitellään usealla taholla ja on vain lyhyen ajan (5-20 vuotta) kysymys, milloin ensimmäinen teollisen mittakaavan uuden sukupolven ydinvoimalaitos valmistuu. Tämä olisi hyvä olla tiedossa niilläkin Fennovoiman sijoittajilla, jotka nyt havittelevat voittoja Hanhikivi 1:n ydinvoimalahankkeesta. Myös lehtien ja muun median toimitusten toivoisi kiinnostuvan aiheesta ja tarjoavan lukijoilleen toivoa myös paremmasta huomisesta sen sijaan, että piinaisivat sitä vain mielikuvituksellisilla maailmanlopun ilmastoskenarioillaan.
Takaisin blogiin

Alla oma valintani netistä löytyvään aihetta käsittelevään aineistoon. Täydennän kokoelmaa sitä mukaa kuin innostus riittää ja aiheita löytyy.

Kirk Sorensen on yksi näkyvimmistä ja pisimpään maailmaa kiertäneistä uuden ydinenergiavaihtoehdon apostoleista. Alla linkki hänen ehkä parhainpaan ja vapautuneimpaan luentoonsa aiheesta. Varautukaa siihen, että luento on koukuttava, jonka seuraamista ei malta lopettaa kesken. Koska luento on pitkä, olen laatinut sille itseni näköiset aliotsikot, joihin pääsee myös suoraan videon aikaleimaa klikkaamalla.

Kirk Sorensen @ PROTOSPACE on Liquid Fluoride Thorium Reactors
Julkaistu 2.6.2011
 
When arriving in Calgary to present at TEDxYYC, Kirk Sorensen was immediately raced from his late arrival flight to MRU for a talk... and then straight to his second talk at PROTOSPACE!

At PROTOSPACE, Kirk reviewed his interest in space, his work for NASA and his introduction to liquid fueled reactors. The talk itself ends with a long Q&A period, then a casual conversation about how reactor development could be crowdsourced. 


00:00   Alkutekstit ja intro 
05:25   Kirk esittelee itsensä ja uransa alun
16:55   Kehitteli NASA:ssa ydinkäyttöistä rakettia
18:00   Kiinnostuu toriumista
21:32   Fission osien puoliintumisajat
23:40   Xenon oli ongelma Tsenobylissä ja Manhattanissa mutta ei sulasuolareaktorissa
26:45   Eugene Vigner  keksi ratkaisun

Kuva linkin sivulta 131

Käytössä uraanidioksidipelletit halkeilevat, kun reaktiossa syntyvä Xenon kaasu laajentaa niitä ja pakottaa lopulta vaihtamaan ne uusiin, vaikka vanhoissakin vielä olisi runsaasti energiaa jäljellä (yli 99%). Sulasuolareaktorissa tätä ongelmaa ei ole, koska  polttoaine siinä on liuoksena, jossa kaasut pääsevät vapaasti poreilemaan ylös, mistä ne sitten poistuvat ja kerätään talteen.





31:00   Suola/vesi jäähdytys                 
33:11   Paineastia,  muistakaa edes tämä !!!        
36:22   Luonnon luoma ydinreaktori 3 miljardia vuotta sitten       
38:43   Toriumin ja Uraanin pitoisuudet luonnossa
39:30   Haluaisitko polttaa platinaa energiaksi?
40:52   Torium - U233 reaktioketju
42:05   Glenn Seabor  kouluttaa jatko-opiskelijaa
46:00   Toriumin käyttö aseisiin on hyvin vaikeaa
48:00   Ydin energian rauhanomainen käyttö
52:20   Alvin Weinberg  Oak Ridge laboratorion  (ORNL) johtoon
54:00   Ydinkäyttöinen lentokone tipping point of history
57:30   Sulasuolareaktori on luonnostaan vakaa
59:35   Ovatko Fluoridi suolat syövyttäviä
1:01:40  Toriumin kierto sulasuolareaktorissa

1:05:00  Sähkön tuotannossa kaasuturbiini on tehokkaampi kuin höyryturbiini
1:06:00  Hukkalämpö voidaan hyödyntää mm. makean veden tislauksessa
               eikä torium reaktori vaadi lähistölleen raakavesilähdettä
1:07:56  Painevesireaktorin esittely
1:11:30  Oliko tämä monimutkaista;)
1:14:17  Keskustelua
1:17:00  Fukushima
1:19:30  Polttoainesauvat
1:23:46  Höyryturbiini
1:28:10 Thorium powers the world

Maankuoren torium on elämän elinehto. I

lman sitä maapallo olisi kuollut planeetta.

1:36:51  Fissiotuotteet, mm. Pu-238

Plutonium 238 on välttämätön energialähde luotaimille, joiden kohteena on Marsin takainen avaruus. Se on täysin sopimaton sotilaskäyttöön, missä raaka-aineena on plutoniumin toinen isotooppi Pu-239.







 
1:43:10  I had a dream

Flibe energy

Alla linkki uudempaan videoo vuodelta 2015
LFTR Chemical Processing & Power Conversion - Kirk Sorensen

Kirk's presentations were at University of California Berkeley, and at the University of Utah. Both drilled down into the chemical processing needed to make LFTR possible (the "chemical kidney") and also the Super-Critical CO2 Turbine.


36:15   Haasteet

     
Kirkin Diat   March 21, 2012

****

Työtä vielä riittää mutta tuloksiakin on jo tullut.


Pakistan defence, Chinese Defence Forum  Feb 2, 2011
China Initiates Thorium MSR Project
 

Nature 09 Septemper 2021

China prepares to test thoriumfuelled nuclear reactor

Kiinan torium projekti on nyt edennyt  koereaktorivaiheeseen, mikä on rakennettu Gopin autiomaahan osin sen syrjäisen sijainnin vuoksi mutta  osoittamaan myös laitoksen vähäistä veden tarvetta. Alla sen sanotaan  videolla tuottavan sähköä noin 1000:n kotitalouden tarpeisiin mutta, kun päälaitos  vuonna 2030 valmistuu, nousee tuotto 100-kertaiseksi. Rakenteiden testauksen lisäksi koelaitos tuottaa myös päälaitoksen käynnistyksessä tarvittavan U233:n, jota ei  luonnosta sellaisenaan saa. 

Huom! 

Videolla reaktorin toiminnan kuvaus on ylimalkaista eikä vastaa täysin todellisuutta. Paremman kuvausksen saa tuolla  edellä kuvasta 1. 

Phoenix New Times  February 3, 2015 
AZ Senate Committee Says Nuclear Power Is a Renewable Energy Resource

Reuters July 18, 2019
PAL Indonesia, Thorcon sign deal to build $1.2 billion nuclear reactor

ThorCon näyttää siis olevan se yhtiö, joka ensimmäisenä  avaa tietä ydinvoiman uudelle tulemiselle. Yhtiö tukeutuu vanhaan koeteltuun tekniikkaan mutta soveltaa sitä nyt uudella tavalla. Alla yhtiön johtotiimin jäsen Lars Jorgensen  esittää videolla miten.

ThorCon: Cheap, Reliable, CO2-Free Electricity by Lars Jorgensen @ ThEC2018


Yhtiö keskittyy erityisesti kehitysmaihin ja pyrkii tarjoamaan niille halvan, turvallisen ja puhtaan vaihtoehdon  saastuttavan hiilivoiman tilalle.
Lars Jorgensen of ThorCon Power: Thorium Molten Salt Reactor System - TR2016c 6h03m33s13f

Reuters August 30, 2019
France drops plans to build sodium-cooled nuclear reactor
Toriumreaktori siinä siis jo jyrää myös kilpailevat tekniikat.



Alta löytyy myös painettua tekstiä aiheesta
Molten Salt Reactors and Thorium Energy

Advances in Small Modular ReactorTechnology Developments

30.9.2019

Kehitystä tapahtuu myös uraani-plutonium voimaloissa. Käytetty polttoaine voidaan puhdistaa ja kierrättää uudelleen. Jäteongelma  pienenee mutta suojakupu nostaa kyllä edelleen kustannukset pilviin.

Kuva linkistä Russia's Nuclear Fuel Cycle, jota on päivitetty kuluvan vuoden heinäkuussa.

Kehitystä on tapahtunut myös USAssa, missä Trumpin hallinto on ollut innolla mukana edistämässä  ydinvoiman uutta tulemisesta. Maa on muutoinkin jo energiaomavarainen, joten sillä ei myöskään ole enää esim. pakottavaa tarvetta olla  läsnä lähi-idän öljykentillä, vaan voi suunnata säästyneet voimavarat muihin järkevämpiin energiahakeisin.

Rick Perry 16.9.2019 

"Rightly applied, peaceful nuclear power can change the world. More than a billion people live in energy poverty, without electricity, and that is unconscionable. Let’s empower them to prosper by giving them literal power. Let’s bring safe, clean, reliable, life-giving, life-changing nuclear energy to them.  Across the spectrum, from energy to medicine, let’s fully embrace nuclear power for humanity’s good, fulfilling our sacred call."

18.10.2020

Liquid Fluoride Thorium Reactor Defended by Kirk Sorensen 

Videon puolivälissä Kirk esittää näkemyksensä aurinkoenergiasta ja siitä, miksi sähköverkkoa ei voi käyttää aurinkoenergian "varastointiin".  (Huom! Myös tuulivoima on aurinkoenergiaa.)