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Titolo: Cina avvia programma nucleare al torio basato su reattori MSR ( a combustibile liquido)

Sono sempre stato convinto che prima o poi questo sarebbe dovuto 
avvenire, ed ecco qui ...non solo la Cina ha già un ambizioso programma 
di reattori autofertilizzanti (veloci) al plutonio (di cui per la 
verità non sono un gran sostenitore), ma sta seriamente pensando di 
investire anche su quelli autofertilizzanti a neutroni "lenti" quindi 
basati sul torio come combustibile - seppur con un orizzonte di tempo 
più lungo - e la tecnologia dei reattori nucleari a combustibile 
liquido (anzicchè solido come oggi avviene)
I dettagli su :
http://energyfromthorium.com/2011/01/30/china-initiates-tmsr/
 e la 
versione tradotta (malamente...) in inglese di google
http://translate.google.com/translate?hl=en&sl=zh-CN&tl=en&u=http%3A%2F%2Fwhb.news365.com.cn%2Fyw%2F201101%2Ft20110126_2944856.htm
Sono cmq interessanti alcuni punti che hanno particolarmente convinto i 
cinesi della bontà della tecnologia (e che personalmente condivido 
COMPLETAMENTE, come spesso qui ho avuto modo di scrivere) :
" About depletion of fossil energy, solar energy, wind energy is not 
stable enough, hydropower development is over the limit ... ... China's 
future energy pillars that? Nuclear power, seems to be a Kaopu choice: 
high energy density, low-carbon emissions, the potential for 
sustainable development..." tuttavia " We all know, nuclear energy 
systems - thermal reactors fueled with uranium -235, 238 uranium in 
nature, but the content is very small. According to the current trend 
estimate of nuclear fission, uranium -235 on the earth's land-based 
fossil fuel reserves will be depleted at the same time "...""The most 
commonly used nuclear reactors, is not perfect like a stove, burned 
only a fraction of the highest quality fuel, leaving a large number of 
'slag'." XU Hongjie by featuring the project is to create a new the 
stove, not only can glow of nuclear waste is now a "second spring", but 
also the potential use of nuclear resources of thorium -232-- thorium 
resources in China is a big country, if the thorium used for nuclear 
energy, the millennium can be no security of energy supply worry. "
" China has chosen as a breakthrough in the direction of molten salt 
reactors. Molten salt reactor using molten fluoride salt carrying 
nuclear fuel - somewhat similar to the crust in the magma, in the 
'stove' in the combustion, and constantly enormous energy output."The 
new stove" can be made very small, enclosing a certain stability of the 
nuclear fuel will be able to run for several decades, and after full 
combustion, in theory, it produces nuclear waste will be only 
one-thousandth of existing technologies. "
" Let the "nuclear" is no longer aggressive
In the past, people always talk about "core" colors.Hiroshima atomic 
bomb, the Chernobyl nuclear power plant explosion, is like a lingering 
nightmare to stay in human history. But a new generation of nuclear 
power will take the green, the mark of peace with human beings into a 
new era.
Traditional nuclear waste produced by reactors, there are a lot of easy 
to produce nuclear weapons, nuclear fuel plutonium -239, which makes 
the peaceful use of nuclear energy with nuclear weapons proliferation 
risk.  The "new stove" burning thorium-232/uranium-233 produce nuclear 
fuel, while also associated with impurities in uranium-232, which makes 
the thorium - uranium fuel is internationally recognized as not 
suitable for the development of nuclear weapons.
In addition, the "new stove" in the atmospheric pressure operation, 
rather than the traditional reactor under high pressure, the operation 
simple and safe. "When the furnace temperature exceeds a predetermined 
value, in the bottom of the melting of the frozen plug will 
automatically carry all the fuel in the molten salt into the emergency 
storage tanks, nuclear reaction is terminated." XU Hongjie told 
reporters, as the cooling agent is fluoride (also carrying fuel), after 
cooling into a solid salt, which makes nuclear fuel is not easy to 
leak, and will not play a role in ground water caused by ecological 
disasters. It also makes the location of a new generation of reactors 
will be more freedom: it can be built in the tens of meters deep 
underground, either completely isolated ray, but will also prevent the 
enemy's weapon attack; it was built in large cities can also be work in 
the wilderness, sent to remote villages lasting power ... ..."
Riassumendo, secondo gli esperti cinesi i MSR autofertilizzanti al 
torio risolvono tutti o grossa parte dei problemi del nucleare 
tradizionale : sostenibilità sul lungo periodo (il torio basato su un 
ciclo autofertilizzante è praticamente illimitato su scala umana), 
sicurezza (il reattore si svuota in maniera passiva nel caso di perdita 
del raffreddamento, una fusione del nocciolo è un termine irrilevante 
ed una semplice fuoriuscita dei sali liquidi porta velocemente ad una 
loro solidificazione), modularità e semplicità costruttiva (il reattore 
è un relativamente semplice serbatoio di sali liqui a pressione 
atmosferica, contro ~ 150 atm negli reattori ad acqua, e che può quindi 
essere realizzato a taglie più modeste di quelli oggi sviluppate, > 
1000 MWe) e resistenza alla proliferazione (il combustibile uranio 233 
è sempre "sporcato" dall' isotopo 232 che è un forte emittitore gamma 
che lo rende facilmente individuabile e cmq molto difficile il 
trattamento del combustibile per fini militari, al di fuori della 
pesante schermatura del reattore)

toh, benritrovato qui (mi è capitato di citarti un paio di 
giorni fa :)
sempre interessanti i tuoi link.
Interessante il dettaglio che (essendo la cina monopolista 
mondiale delle terre rare da un po'), c'è quel rumor che i 
minatori stiano mettendo da parte scorte di torio già da 
parecchio tempo invece che gettarle via.
Fosse vero, sarebbe proprio una furbata. Il torio è 
abbondante e diffuso ma spesso non concentrato (salvo in 
rare sabbie monazitiche più ricche del normale). Si 
troverebbero ad avere delle scorte già pagate col costo di 
altri metalli abbastanza costosi e richiesti. Du piccions 
con un fava :-)
ciao
Soviet
CUT ALL


Ti ringrazio, solo un commento sulle riserve/risorse di torio 
economicamente e praticamente sfruttabili in un reattore MSR
Semplificando, anche se le configurazioni possibili possono essere 
diverse, due cicli del combustibile sono possibili con i MSR : uno è 
quello pienamente autofertilizzante (e credo sia quella esposta nell' 
articolo originale) in cui a regime ovvero escludendo la carica 
iniziale solo torio naturale è *consumato*, peraltro in modestissime 
quantità, meno di una tonn/anno per GWe installato; l' altra è quella 
"denaturata"
http://memagazine.asme.org/Articles/2010/May/Too_Good_Leave_Shelf.cfm
ad alta conversione (ma non autofertilizzante) che usa ancora una 
miscela di uranio arricchito ordinario e torio, ma che riduce al minimo 
il trattamento del combustibile radioattivo e verosimilmente la 
complessità delm sistema (e che sarebbe praticamente disponibile già 
adesso essendo identica ai prototipi Usa degli anni '60 e '70), in 
questo caso rispetto ad un reattore ordinario si riduce ad 1/5 o 1/10 
la necessità di uranio naturale (ovvero 15-35 tonn di U nat/anno 
anzicchè > 200 tonn/anno per GWe installato).
http://www.energyfromthorium.com/forum/download/file.php?id=902
 (slide 
6, per es.)
Rimangono invece intatti tutti gli altri vantaggi in termini di 
sicurezza, riduzione delle scorie e modularità/semplicità costruttiva
Per cui in definitiva un MSR pienamente autofertilizzante (quindi 
funzionante nel ciclo uranio 233 e torio) necessita di un  consumo di 
sole ~ 800 kg/anno di torio naturale, quindi le riserve di torio anche 
se il 100% dell' elettricità (leggasi energia) del pianeta fosse 
prodotta così non risulterebbero minimamente un problema, anche per 
migliaia o decine di migliaia di anni e per potenze installate 
planetarie, diciamo persino di 10-15 mila GWe. Invece un semplice MSR 
ad alta conversione, anche se più semplice da sviluppare nel 
breve-medio termine, necessita ancora di qualche apporto di uranio 
naturale (e di torio) seppur sfruttato in maniera estremamente 
efficiente, per cui non è così sostenibile su quella scala mondiale 
(sarebbe cmq un ottima soluzione per molto tempo a venire)

 
http://www.energyfromthorium.com/forum/download/file.php?id=902
 
Per inciso, dai link di sopra faccio notare che per avviare un MSR da 
un GW eletrico occorre un contenuto in fissile (in uranio 233) di 
200-1000 kg nel caso della versione autofertilizzante o di appena 3,5 
tonn di uranio 235 (come uranio debolmente arricchito a meno del 20%) 
nel caso della versione denaturata ad alta conversione, contro invece 
le 15-20 tonn di uranio o plutonio nel caso dei reattori 
autofertilizzanti veloci al plutonio (refrigerati al sodio come fu il 
francese superfenix), attualmente come giustamente sottilinea l' autore 
costa 100 mila $ separare un kg di plutonio fissile dalle scorie 
prodotte da reattori tradizionali, per cui una carica iniziale di 
plutonio per un breeder veloce costerebbe da sola miliardi di $ (contro 
solo 100 milioni al max per un MSR sia nella forma autofertilizzante 
che a maggior ragione denaturata)


Vorrei chiarire che i 15-20 tonn di plutonio (per gli autofertilizzanti 
veloci) o i 200-1000 kg di uranio fissile (per i MSR) servono solo come 
carica iniziale per avviare un GWe di impianto, invece la quantità di 
combustibile nucleare consumata è identica per ogni tipo di reattore 
(rendimento termico a parte), ovvero circa una tonn/anno per GWe (come 
torio naturale o uranio depleto per gli autofertilizzanti, MSR e veloci 
rispettivamente, o principalmente uranio 235 nei reattori tradizionali)

 
http://translate.google.com/translate?hl=en&sl=zh-CN&tl=en&u=http%3A%2F%2Fwhb.news365.com.cn%2Fyw%2F201101%2Ft20110126_2944856.htm
Se ne è anche discusso in un articolo su "wired" pubblicato appena 
ieri: "China Takes Lead in Race for Clean Nuclear Power "
http://www.wired.com/wiredscience/2011/02/china-thorium-power/
"China has officially announced it will launch a program to develop a 
thorium-fueled molten-salt nuclear reactor, taking a crucial step 
towards shifting to nuclear power as a primary energy source.
The project was unveiled at the annual Chinese Academy of Sciences 
conference in Shanghai last week, and reported in the Wen Hui Bao 
newspaper (Google English translation here)."
Mi auguro che questi annunci possano stimolare la competizione anche in 
Europa e Nord America, se non altro dopo il discorso del presidente 
Obama sulla "sfida dello sputnik"

Obama sulla "sfida dello sputnik"
Mah..., in Europa c'� stato il progetto ELSY ormai completato da circa
un anno e di cui l'Italia � stata sostenitrice, che per� dopo che sono
stati sborsati fior di milioni di Euro parrebbe non aver prodotto
alcun frutto, per lo meno in Europa...
http://cordis.europa.eu/fetch?CALLER=FP6_PROJ&ACTION=D&DOC=490&CAT=PROJ&QUERY=1170700728193&RCN=80053&DOC=1&QUERY=012ddc70aeb2:c8e2:0fa73665
Qualcuno sa se in Europa siano stati dati dei prosiegui al progetto
ELSY oppure se dobbiamo rassegnarci all'ennesimo esempio di soldi e
tempo buttati al vento?

 tempo buttati al vento?
Non so rispondere nel merito della domanda, tuttavia faccio notare come 
i MSR siano come tecnolgia enormemente più potente e più semplice da 
sviluppare rispetto ad un complesso acceleratore di particelle. Faccio 
inoltre notare che l' avere una sorgente artificiale di neutroni NON è 
di per sè una garanzia di sicurezza in merito ad eventi disastrosi come 
Chernobyl o anche Three mile islands (mentre i MSR risolvono 
intrinsicamente questi tipi di problemi), contrariamente a quanto viene 
solitamente propagandato
Inoltre, i MSR hanno l' enorme vantaggio secondo me che già due piccoli 
prototipi di gran successo sono stati già costruiti, operati e testati 
(l' ARE e il MSRE)
http://en.wikipedia.org/wiki/Aircraft_Reactor_Experiment
http://en.wikipedia.org/wiki/Molten-Salt_Reactor_Experiment
per cui i costi di R&S sarebbero minimi e le probabilità di successo 
nello sviluppo commerciale verosimilmente molto elevate (rispetto ad un 
reattore dalle potenzialità molto dubbie, che non risolve di per sè i 
problemi del nucleare attuale e che non è mai stato costruito in 
nessuna parte del mondo, per cui si tratterebbe di partire da zero)

 scorte di torio già da parecchio tempo invece che gettarle via.
Sul rapporto torio/terre rare è interessante questo post letto sul 
forum di EFT (ultimo post alla fine della pagina)
http://www.energyfromthorium.com/forum/viewtopic.php?f=6&t=1819
" If we power the civilization exclusively on LFTR (liquid fluoride 
thorium reactor praticamente sinonimo di MSR), we would need some 7,000 
tonnes of Thorium a year. I was trying to figure out how much Thorium 
do we "already have" due to RE mining, so I asked our expert Jim 
Kennedy. Here is his reply.
Current global rare earth production is about 180,000 tpy. In 5 years 
the global annual rare earth production will exceed 220,000 tons per 
year.
Assuming that 50% of our rare earth production came from Monazite the 
we could produce between half and 100% of the total global demand 
(3,850 to 7,700 tons per year).
Assuming that Thorium was valuable Monazite would become the preferred 
ore, making the 50% number extremely conservative.
Remember, this would all be byproduct thorium. Also the tonnage numbers 
would be for very high grade concentrates....
Note: Monazite runs at 3.5% to 7% Thorium. Monazite is relatively 
abundant but not mined due to the Thorium content. "
Quindi in definitiva solo il torio "scartato" delle attuali operazioni 
di estrazioni di terre rare sarebbe più che sufficiente per alimentare 
gli interi consumi energetici mondiali con reattori MSR 
autofertilizzanti al torio, senza alcun bisogno di aprire nuove miniere 
di torio

sviluppare rispetto ad un complesso acceleratore di particelle. 
Veramente parlavo dei reattori ELSY, non del Rubbiatron...


Il sito che hai linkato parla esplicitamente di reattori sottocritici :
" The GEN IV initiative considers fast reactors mandatory for a 
sustainable development of the Nuclear Energy. Europe has a large 
experience in the field of sodium-cooled fast reactors (e.g. SPX1) and 
has made a big effort in the Lead-Bismuth Eutectic (LBE) technology for 
* use in the sub-critical reactors * in both the past FP5 and the 
ongoing FP6. "
Ma anche senza reattori sottocritici, questo sviluppo rimane cmq molto 
complesso in quanto mancanza di esperienze pregresse (tutti i reattori 
veloci sono stati sempre refrigerati al sodio, che è molto reattivo ad 
aria ed acqua, ma non è corrosivo come il piombo) ed è tutto da vedere 
se riuscirà a risolvere i problemi del nucleare attuale, 
particolarmente in termini di riduzione delle scorie


Anche qui però mi sembra che il discorso sia diverso.
Sempre per restare alla pagina che ho linkato e che, avendola tu
citata nella parte delle spiegazioni tecniche penso l'avrai letta con
attenzione, parrebbe invece essere il contrario e che sia il piombo ad
essere meno corrosivo ed a dare minori problemi sotto il profilo
radiologico...
Infatti subito dopo il paragrafo che tu hai citato, proseguendo si
legge:
"The natural development is the use of pure lead since less expensive,
less corrosive and of lesser radiological concern than LBE. Lead is
chemically inert and has good neutronic characteristics that are
unique among the coolants for a fast reactor."

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
Siamo un decisamente off topic il thread è sui reattori 
autofertilizzanti al torio basati sulla tecnologia a combustibile 
liquido, poi possiamo discutere anche della bontà di altre tecnologie
Nel caso in questione meno corrosivo rispetto rispetto al LBE, cioè una 
lega eutettica di piombo e bismuto, non rispetto al sodio che ha 
decenni di esperienza operativa persino in reattori commerciali di 
potenza
I reattori veloci (al piombo, sodio o come acceleratori di particelle) 
li vedo più come inceneritori di scorie che produttori di energia da 
uranio o torio naturale, qui almeno nel medio-lungo periodo vedo meglio 
i MSR al torio (sia nella versione autofertilizzante, che consuma solo 
torio, che nella versione semplicemente ad alta conversione che sfrutta 
una miscela di uranio debolemente arricchito e torio). Ad ogni modo 
meglio aprire altri thread dedicati, altrimenti si fa un pò di 
confusione