Tooriumreaktor

Tooriumreaktor ehk sulasoolareaktor (ingl "Molten Salt Reactor", MSR) on tuumareaktor, kus kütusena kasutatakse tooriumi ja soojuskandjana kuuma vedelat soola (tooriumi ja vedela soola segu). 
See on uudsel tehnoloogilisel lahendusel töötav, keskkonda mitte saastav, tootmistsüklis CO2 mitte emiteeriv ja tööpõhimõttelt ohutu energia allikas. Tootmiseks vajaliku materjali varud on nii suured, et seda jätkuks mitmeks tuhandeks aastaks. Tootmisprotsessis tekkivaid jääkprodukte (tehneetsium-99, molübdeen-99, mille pooldumisaeg on 3 päeva) kasutatakse radioloogilises meditsiinis, kuid neid ei saa kasutada sõjatööstuses relvade tootmiseks. 
Ajalugu.
Esimene tooriumil töötav katsereaktor ehitati Ameerika Ühendriikides, Oak Ridge riiklikus laboris ja see töötas aastatel 1965-1969 u 15 000 tundi. 1968. aastal teatas Nobeli auhinna laureaat ja plutooniumi avastaja Glenn Seaborg avalikult aatomienergia komisjonile, mille esimees ta oli, et tooriumil põhinev reaktor oli edukalt välja töötatud ja testitud. 1973. aastal otsustas Valitsus aga uraanitehnoloogia kasuks ja lõpetas tooriumiga seotud tuumauuringud. Põhjus: uraanikütusel töötavad reaktorid olid tõhusamad ja nende efektiivsus oli tõestatud. Tooriumi paljunemissuhe arvati olevat ebapiisav, et toota piisavalt kütust, mis on vajalik kaubandusliku tuumatööstuse arenguks.
Teaduskirjanik Richard Martin väitis, et tuumafüüsik Alvin Weinberg, kes oli Oak Ridge'i direktor ja vastutas peamiselt tooriumreaktori arendustöö eest, kaotas direktorina töökoha, kuna ta toetas ohutumate tooriumreaktorite väljatöötamist. Weinberg ise meenutab seda perioodi: Kongressi liige Chet Holifield oli minu suhtes negatiivselt häälestatud ja ütles lõpuks selle ka välja: ""Alvin, kui olete mures reaktorite ohutuse pärast, siis ma arvan, et teil on aeg tuumaenergiast lahkuda." Ma olin sõnatu. Kuid mulle sai selgeks, et minu tööstiil, suhtumine tehnoloogia arengusse ja tulevikunägemus ei olnud enam kooskõlas AEC võimudega"".
Weinberg mõistis, et tooriumi kasutades saab luua täiesti uut tüüpi reaktori, mille sulamisoht oleks null ... tema meeskond ehitas töötava reaktori ... ja üritas järgneva 18-aastase ametiaja jooksul teha toorium riigi aatomienergia arenduste põhiteemaks. Ta ebaõnnestus. Uraanireaktorid olid juba rajatud ja USA tuumaprogrammi de facto juht Hyman Rickover soovis, et uraani jõul töötavate tuumajaamad toodaks plutooniumi, millest saab valmistada aatomipomme. Üha enam kõrvale jäetud Weinberg sunniti lõpuks välja 1973. aastal. Pärast seda lõppesid ka tooriumi lähteainena kasutavad uurimis- ja arendustööd. 
Tooriumi energiaallikana taaskasutamise (seda ignoreeriti u 30 aastat) ettepaneku tegid tuumateadlased Ralph W. Moir ja Edward Teller.
Aastatel 1999–2022 on toimunud intensiivne uurimis ja arendustöö, mille käigus on ehitatud uurimisreaktoreid mitmetes riikides (USA, Hiina, Taani jt) ning on tehtud ka esimesi katseid hakata neid valmistama tehases lõpptootena. Hiina käivitas oma 2 MW võimusega katsereaktori 2021. aasta sügisel. Ka Taani ettevõte Seaborg on oma arendustöös jõudnud lõpusirgele ja taotleb ametlikku kasutusluba. 
Tooriumreaktori töö põhimõte.
Reaktori põhiosadeks on südamik, vardad ja soojusvaheti(d). Reaktor täidetakse suure soojusjuhtivusega tooriumsoolaga ning protsess käivitatakse seda kiiritavate varraste sisselükkamisega. Nende materjaliks võib olla U-233, U-235 ja Pu-239 ning need emiteerivad vabu neutroneid.
Tooriumi beetalõhustumine kestab 27 päeva. Kuum sulasool juhitakse soojusvahetisse, mis omakorda annab energia teisele soojusvahetile. Selles kasutatakse soojuse edasikandjana CO2, mis superkriitilises seisundis paneb kuni 50% suurema efektiivsuse gaasiturbiinid liikuma, kui veeaur. Reaktor toodab nii elektri- kui ka soojusenergiat, mida saab kasutada hoonete keskküttesüsteemides ja erinevates tootmisprotsessides. 
Tooriumi levinuim isotoop on toorium-232, mis ei lõhustu. Kui ta püüab kinni termilise „aeglase neutroni“, siis muutub ta toorium-233-ks, mis lõhustub. See omakorda laguneb umbes kuu aja jooksul proaktiinium-233 kaudu uraan-233-ks. See on samuti lõhustuv ning selle lagunemisel eraldub üks või mitu neutronit, mille toorium-232 kinni püüab ja muutub taas lagunevaks. 
Erinevalt uraan-235 töötavast reaktorist lõhustub uraan-233 aeglaselt ning kui see püüab kinni veel neutroneid, siis muutub ta uraan-234-ks või uraan-235-ks, mis lõhustuvad ja hoiavad protsessi, st soojusemisiooni töös. 
Soovimatu kõrvalsaadusena võib toorium-232-st moodustuda pikaealine protaktiinium-231, mis on radioaktiivne. Seda materjali saab aga lihtsalt säilitada, lisades selle sulaklaasi massile ning pakendades roostevabast terasest tünnidesse. 
Tooriumreaktori eelised.
Tooriumi energia allikana kasutamise eelistamist toetavad järgmised argumendid: 
Tooriumreaktori puudused.
Tooriumi ja selle reaktorite puudustena on eksperdid nimetanud: