25 июля 2018

Высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы предложили использовать для добычи редких полезных ископаемых

Atomic-Energy.ru
Строительство энергоблока HTR-PM на АЭС "Шидаовань"

По мере роста добычи полезных ископаемых, особенно редкоземельных элементов, а также таких, как, например, медь и фосфориты, их запасы в природе истощаются и приходится переходить на разработку всё более бедных руд. Это влечёт за собой рост затрат (как материальных, так и энергетических) на извлечение этих элементов и применение всё более сложных технологий выделения этих элементов из руды.

При этом, однако, остаётся возможность, помимо необходимых элементов, попутно извлекать и другие необходимые элементы, которые существуют в рудах в виде примесей. Так, например, очень многие руды могут в качестве «примеси» содержать в себе некоторое количество урана, который раньше вместе с пустой породой уходили в отвал, но в принципе могут быть извлечены и использоваться в производстве энергии.

При этом возникает интересная возможность: использовать энергию, вырабатываемую с помощью этого урана, для компенсации энергетических затрат на его добычу и извлечение. Эта концепция получила название «энергетически нейтральная добыча» (energy neutral mineral extraction). Согласно этому определению, «экологически нейтральной добычей» можно считать состояние, когда энергия, произведённая с помощью определённого количества урана, будет больше или равна энергии, потраченной на добычу и переработку руды и извлечение из неё необходимых элементов, включая и затраты на все операции с ураном (извлечение, конверсия, обогащение и производство топлива).

В 2015 году МАГАТЭ учредило координационный исследовательский проект «Высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы на урановом или ториевом топливе» для исследований возможности применения энергии, вырабатываемой на реакторах такого типа, в целях «энергетически нейтральной» добычи. К настоящему моменту в проекте участвуют 17 институтов из 16 стран. В ходе исследований были протестированы различные руды с различными концентрациями урана и тория и различные способы добычи. Предварительные результаты исследований были недавно опубликованы, а всеобъемлющий доклад по результатам проекта МАГАТЭ обещает опубликовать в следующем году.

Для соответствующих исследований были выбраны именно высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы, поскольку мощность имеющихся проектов реакторов и некоторые особенности их топливного цикла наилучшим образом совмещаются с процессами извлечения необходимых полезных ископаемых и требуемыми затратами энергии.

Напомним, работы по созданию высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов ведутся с 1960-х годов. В настоящее время функционируют два исследовательских реактора такого типа – HTTR (запущен в 1998 году) и китайский HTR-10 (запущен в 2000 году), а также строятся два демонстрационных энергетических реактора HTR-PM в китайской провинции Шидаовань. Предполагается, что с их помощью и будут опробованы предлагаемые технологии извлечения полезных ископаемых.