Arnaud Bertrand

Ma ei liialda. 1960. aastatel leiutas USA – täpsemalt Tennessees asuv Oak Ridge’i riiklik labor – revolutsioonilise tuumareaktori tüübi, mida sai käitada uraani asemel tooriumiga (mida on palju rohkem ja mis on odavam), ilma tuumasulamise ohuta, 50 korda vähema jäätmekoguse ja veevajaduseta. Seejärel, kaootilise poliitilise olukorra tõttu, lõpetasid nad programmi 1969. aastal ja vallandasid selle taga oleva visionääri.

Seejärel olid projekti salastatuse tõttu avalikustatud joonised aastakümneid arhiivides unustatud. Kuni Hiina teadlased need leidsid ja otsustasid 2011. aastal Gobi kõrbes eksperimentaalse projekti käivitada, et näha, kas see toimib.

Mõni päev tagasi, pärast 14 aastat kestnud tööd, see neil lõpuks õnnestus.

Siin on kogu lugu – kuidas tehnoloogia töötab, bürokraatlik poliitika, mis selle Ameerikas tappis ja miks see võib mängu reaalselt muuta.

Tehnoloogia

Lubage mul kõigepealt selgitada tavapärast tuumaenergiat, sest olen viimaste päevade aruteludes märganud, et paljud inimesed ei ole selle toimimisega kursis.

Tavapärane tuumaelektrijaam on põhimõtteliselt nagu hiiglaslik pada. Sisuliselt on see just see: uraani kütuseelementides käivitatakse tuumaahelreaktsioon (aatomid lõhustuvad ja vabastavad osakesi, mis lõhustavad rohkem aatomeid, st toimub “lõhustumine”), see tekitab meeletult palju soojust, mida kasutatakse vee auruks muutmiseks ja aur paneb turbiinid tööle elektri tootmiseks.

See on päris naljakas: paljud inimesed ei taipa, et tuumaelektrijaam ei erine tehnoloogiliselt kuigi palju 18. sajandi aurumasinast. See on sama põhikontseptsioon, kus töö teeb aur, ainult et vee soojendamiseks kivisöe asemel kasutame uraanikütuseelemente.

Teoreetiliselt üsna lihtne, aga nagu me kõik teame, on tavapärasel tuumaenergial praktikas üsna suured puudused:

• Ohutus. Me kõik teame seda: tavapärastel tuumaelektrijaamadel on tüütu komme sulada, muutes terved piirkonnad radioaktiivseks ja aastatuhandeteks elamiskõlbmatuks. Mis on, ütleme nii, mitte just ideaalne… Olgu, see on ajaloos juhtunud vaid kaks korda, aga risk on ikkagi reaalne.
• Uraani puudus. See aine on suhteliselt haruldane ja koondunud vaid vähestesse riikidesse (ainult neli riiki – Kasahstan, Kanada, Namiibia ja Austraalia – toodavad kokku 80% maailma uraanist).
• Kütuse ebaefektiivsus. Tavapärased reaktorid ammutavad uraanist vaid umbes 1–3% energiast enne kütusevardade „ärapõlemist“. Sõna otseses mõttes 97–99% kütusest utiliseeritakse radioaktiivsete jäätmetena.
• Tuumajäätmed. Kasutatud tuumkütus jääb surmavalt radioaktiivseks kümneteks tuhandeteks aastateks. Meil ​​pole püsivaid ladustamislahendusi, vaid ajutised rajatised ja suur – ilmselt naiivne – optimism, et tulevased põlvkonnad leiavad lahenduse.

Kõigi nende puuduste tõttu on teadlased aastakümneid otsinud alternatiive. Ja tõepoolest, nad leidsid ühe juba 1940. aastatel Tennessees Oak Ridge’i riiklikus laboris, mis oli USA riigi rahastatud teadus- ja arenduskeskus.

Idee oli tegelikult üsna lihtne: kui sulamine – see tähendab uraanikütuseelementide kuumenemine nii kuumaks, et need sulavad – on tavapäraste tuumaelektrijaamade peamine oht, miks mitte siis tuumkütust veeldada? Kui see on juba sulanud, pole midagi sulatada… Ja nii sündiski „sulasoolareaktori“ (MSR) põhiidee.

See toimib järgmiselt: spetsiaalseid sooli (näiteks fluoriidsooli) kuumutatakse, kuni need sulavad umbes 500 °C juures vedelikuks. Seejärel lahustatakse tuumkütus (toorium või uraan) otse selles sulas soolas ja tuumaahelreaktsioon toimub otse vedelikus – aatomid lagunevad, vabastades soojust ja kuumutades soola ennast.

Kuidas see ohutum on, küsin ma? Tänu üsna nutikale konstruktsioonile, kus reaktori põhi ise koosneb sulamata sooladest, mis sulaksid, kui sula sool üle kuumeneks (“külmumiskork”, mida näete ülaltoodud diagrammil). Ja kui need sulamata soolad sulaksid, kukuks ülekuumenenud sula sool automaatselt – ainuüksi gravitatsiooni mõjul – avariipaakidesse, mille geomeetria (need on laiad, madalad mahutid) peataks automaatselt tuumareaktsiooni.

Kujutage seda ette nii: argumendi huvides kujutage ette, et teete lõket – tihedat kimpu põlevaid okste – paksule jääkihile, mitu meetrit allpool, mille all asub tasane betoonplaat. Kui lõke läheb liiga kuumaks, sulab jää ja oksed laotuvad betoonile laiali: tuli kustub, sest see ei saa okste vahelt hüpata. Üsna sarnane kontseptsioon.

Selguse huvides: selles MSR-kontseptsioonis peavad need kuumad sulasoolad, mis on segatud tuumkütusega, lõpuks ikkagi kuumutama vett (või muud gaasi, nagu me hiljem näeme) auruks, et käitada turbiine ja toota elektrit – sama põhiprintsiip nagu tavapärastes reaktorites. Kuid siin on oluline erinevus: radioaktiivne sulasool voolab läbi metalltorude soojusvahetis, kus see soojendab teisel pool puhast vett, ilma et need kaks kunagi seguneksid. See tähendab, et radioaktiivsed soolad jäävad omaette suletud ahelasse täiesti eraldi, samal ajal kui turbiinidesse jõuab ainult puhas, mitteradioaktiivne aur. Kui aurusüsteemis on leke, ei satu keskkonda radioaktiivseid materjale, vaid ainult puhas vesi.

On veel üks, sama oluline, kuid vähem ilmne ohutusalane eelis: MSR-reaktorid töötavad atmosfäärirõhul – samal rõhul kui meid ümbritsev õhk. Tavapärased reaktorid töötavad rõhul 150+ atmosfääri, kuna nad kasutavad jahutusvedelikuna vett ja vee vedelal temperatuuril hoidmine 300°C+ – kolm korda kõrgem kui normaalne keemistemperatuur – nõuab purustusrõhku. See tähendab, et tavapäraste reaktorite jaoks on vaja massiivseid terasest surveanumaid, mille seinad on kuni jala paksused ja kaaluvad sadu tonne. Ja kui need anumad peaksid kunagi rikki minema, toimub tohutu plahvatus: natuke nagu lõhkenud rehv, ainult tuumaelektrijaama mastaabis ja surmavate radioaktiivsete elementide vabanemisega kõikjale. Võrreldes sellega, kui MSR-toru lekib, tekib vaid aeglane tilk sula soola, mis õhuga kokkupuutel tahkestub: tüütu, kuid mitte katastroofiline.

Sellel on ka tohutu mõju kulutõhususele: ainuüksi surveanum moodustab suure osa tavapäraste tuumaelektrijaamade maksumusest, mis maksavad 6–10 miljardit dollarit tükk (või Vogtle’i puhul, mis oli viimane USA tuumaelektrijaam, 18 miljardit dollarit tükk) ja nõuavad kümme aastat ehitusaega (Vogtle’i puhul 11 ​​aastat). Rõhunõude kaotamine muudab minimaalse surveanuma oluliselt odavamaks ja kiiremaks ehitamise.

See oli ohutusaspekt. Kuidas lahendatakse ülejäänud puudused? Vaatame uraani puudust ja kütuse ebaefektiivsust.

MSR-reaktorite tohutu eelis on see, et erinevalt tavapärastest reaktoritest saavad nad uraani asemel kasutada tooriumi. See on tohutu eelis, sest toorium on uraanist palju levinum element: seda leidub maakoores ligikaudu 9–10 miljondikosa (ppm) – umbes sama palju kui pliid – võrreldes uraani vaid 2–3 ppm-ga.

Siiski on oluline mõista, et toorium, erinevalt uraanist, EI OLE niinimetatud “lõhustuv” materjal, mis tähendab, et see ei suuda iseseisvalt tuumaahelreaktsiooni läbi viia. See lihtsalt “paljuneb”, mis tähendab, et see võib muutuda “lõhustuvaks”, kuid alles pärast muundumist, antud juhul uraan-233-ks.

Seda nimetatakse “aretamiseks” – tuumakütuse loomiseks mittekütusest. Muundamise protsess toimib järgmiselt: kui toorium-232 aatom neelab neutroni (pidage meeles, et aktiivses reaktoris lendavad lõhustuvatest aatomitest pidevalt ringi neutronid), saab sellest toorium-233. Seejärel laguneb toorium-233 looduslikult – umbes 22 minutiga – protaktiinium-233-ks. Seejärel laguneb protaktiinium-233 – umbes 27 päevaga – uraan-233-ks. Ja voilà: uraan-233 on lõhustuv, mis tähendab, et see saab nüüd lõhustuda ja ahelreaktsiooni säilitada. Seega olete umbes kuu aja pärast muutnud mittekütuse aatomi (tooriumi) kütuseaatomiks (uraan-233), jättes selle lihtsalt reaktorisse neutronite absorbeerimiseks. Niikaua kui tooriumi tarnitakse ja see jätkab neutronite neeldumist, toodetakse pidevalt uut kütust.

Oota hetk, miks ei saa seda toorium-232 “aretamist” ja muundamist lõhustuvaks uraan-233-ks teha tavapärases reaktoris? Teoreetiliselt võiks see nii olla, aga on ületamatu probleem: tahkekütusega ei saa saavutada iseseisvat aretustsüklit. Seega saaks küll toota küll veidi U-233, aga mitte piisavalt, et nii reaktsiooni säilitada KUI KA värskest tooriumist veelgi rohkem U-233 toota. Jääksid ikkagi sõltuvaks imporditud uraanist, mis kaotab kogu eesmärgi.

MSR-ide ilu seisneb aga selles, et kuna kütus on vedel ja voolav, saab pidevalt lisada värsket tooriumi. Uraan-233 moodustub vedelikus ja osaleb koheselt tuumaahelreaktsioonis NING tooriumist veelgi rohkema uraan-233 tootmises, samal ajal kui kogu protsess jätkub ja energiat genereerib. Põhimõtteliselt on loodud tuumakütuse igiliikur: reaktor toodab tooriumist ise kütust, töötades samal ajal selle kütusega ja tootes seda juurde.

On veel üks suur eelis. Mäletate, kuidas tavapärased reaktorid ammutavad uraanist vaid umbes 1–3% energiast enne kütusevardade „ärapõlemist“? See on nii, sest lõhustumisjäätmed kogunevad tahkesse kütusesse ja mürgitavad reaktsiooni, peatades selle, natuke nagu leivatainas kerkib, kui liiga palju CO2 koguneb – reaktsiooni jääkained lämmatavad lõpuks reaktsiooni enda.

MSR-reaktorite puhul seda probleemi ei esine, sest vedelkütusesüsteemis saab lõhustumisjäätmeid voolavast sulasoolast keemiliselt eemaldada reaktori töötamise ajal, eraldades seega peaaegu 99% kütuse energiast, selle asemel et raisata 97–99%. See on 30–50-kordne kütusetõhususe paranemine!

See tähendab, et meie tuumajäätmete probleem on suures osas lahendatud. Esiteks on jäätmeid 30–50 korda vähem, sest kütusest eraldatakse 30–50 korda rohkem energiat – lihtne matemaatika. Teiseks pole järelejäänud väike kogus jäätmeid kaugeltki nii ohtlikud: erinevalt tavapäraste reaktorite jäätmetest, mis jäävad ohtlikult radioaktiivseks kümneid tuhandeid aastaid (kauem kui inimkonna ajaloos), vajavad MSR-jäätmed ohutut ladustamist vaid 300–500 aastat. See on ikka veel pikk aeg, kuid mõneks sajandiks kestvate hoidlate ehitamine on suhteliselt lihtne inseneritöö väljakutse; me teame, kuidas seda teha, samas kui me ei tea, kuidas ehitada midagi, mis jääks ohutuks potentsiaalselt 100 000 või 200 000 aastaks.

Üks viimane kriitiline punkt: erinevalt tavapärastest reaktoritest ei pea MSR-reaktoreid ehitama tohutute veeallikate kõrvale; neid saab sisuliselt ehitada ükskõik kuhu. Tegelikult asub Hiina “TMSR-LF1” MSR-reaktor – murranguline projekt, mida me arutame – Minqini maakonnas Gansu provintsis, mis on üks Hiina kuivemaid piirkondi, otse Gobi kõrbe serval (vt allolevat ekraanipilti; saate kaarti ise siit vaadata).

Oota hetk, ma kuulen sind ütlemas, ma arvasin, et MSR-id peavad ka turbiinide käitamiseks ja elektri tootmiseks vett auruks kuumutama? Noh, mitte alati: mäletate, kuidas ma lisasin hoiatuse “või mõni muu gaas, nagu me hiljem näeme”? Nii see siin on. Praegune reaktor on praegusel kujul demonstratsiooniprojekt, mis katsetab tooriumkütusetsüklit ilma elektrit tootmata (seega turbiini pole), kuid Hiina on juba alustanud samale kohale tegeliku elektrijaama ehitamist: 60 MW reaktorit, mis toodab 10 MW elektrit, kasutades traditsioonilise auru asemel ülikriitilisi süsinikdioksiidi turbiine. CO2 jääb suletud rõhu all olevasse ringlusse – kuum sula sool soojendab seda, see paneb turbiini tööle, õhkjahutus jahutab seda ja see ringleb uuesti. Süsteemis pole kusagil vett vaja.

Täpsemalt tähendab see, et MSR-e saab paigutada Hiina veepuuduses lääneprovintsidesse (näiteks antud juhul Põhja-Gansusse), Kesk-Aasia kõrbetesse Siiditee ääres või isegi – las ma ütlen teile aimu – Kuule (jah, tõesti!). Kõikjal, kus strateegiline vajadus seda nõuab, olenemata vee kättesaadavusest.

Olgu, tunnistan, et see läks veidi tehniliseks. Aga teil oli vaja aru saada, mida MSR-id tegelikult teevad ja miks nad on revolutsioonilised – vastasel juhul poleks sellel artiklil erilist mõtet.

Ühte asja ma aga selgitanud ei ole – see on Oak Ridge’i programmi saatus: miks Ameerika leiutas nii paljutõotava tehnoloogia, demonstreeris seda edukalt ning seejärel programmi sulges ja kõik uurimistulemused avalikult avaldas? See ongi suur iroonia: Hiina MSR-programm – mis võib olla tema tuleviku võti – põhineb diskrediteeritud Ameerika plaanidel.

Oak Ridge’i programm

Ameerika vaatenurgast vaadatuna on selle loo eriti „nägu peopesadega“ vaatamist väärt järgmine asi, eriti kui MSR-id oma lubaduse täidavad ja osutuvad Hiina energia tuleviku jaoks väga oluliseks: Ameerika ei ole sulatatud soolareaktorite üle mitte ainult teoretiseerinud, vaid nad on ka ise ühe ehitanud!

1960. aastatel Oak Ridge’is uskus direktor Alvin Weinberg siiralt, et MSR-id on tuumaenergia tulevik. Ta veenis Aatomienergia Komisjoni rahastama korralikku katset. Sula soola reaktori eksperiment (MSRE) kestis aastatel 1965–1969 – neli aastat, üle 13 000 töötunni. Nad tõestasid, et kontseptsioon töötab. Sula soola kütusesüsteem oli stabiilne. Passiivsed ohutusfunktsioonid töötasid täpselt nii, nagu kavandatud (need, mida ma eespool jää peal oleva lõkke analoogia abil selgitasin).

Nad ei demonstreerinud kunagi täielikku aretustsüklit – tooriumi muundamist uraan-233-ks töötavas reaktoris –, kuid nad olid piisavalt tõestanud, et edasine tee oli selge. Weinberg jätkas. Tal olid andmed. Tal olid operatiivsed kogemused. Tal oli tehnoloogia, mis suudaks lahendada tuumaenergia suurimad probleemid.

Siis tuli poliitika.

1970. aastate alguses otsustas Nixoni administratsioon, et tulevik kuulub vedelmetallide kiirreaktorile (LMFBR) – konkureerivale tuumarelvakasvatustehnoloogiale. Mees, kellele see ülesanne anti, oli Milton Shaw, kes juhtis Aatomienergia Komisjoni reaktoriosakonda. Shaw oli admiral Rickoveri – tuumalaevastiku kurikuulsalt ükskõikse isa – protežee. Ta oli täielikult omaks võtnud oma mentori juhtimisstiili: minu moodi, ilma aruteluta ja kui sa pole minuga, oled sa minu vastu.

Weinberg jätkas sulatatud soolareaktorite propageerimist. Veelgi hullem oli see, et ta juhtis korduvalt ja avalikult tähelepanu kõikjal ehitatavate tavareaktorite ohutusprobleemidele – selline tõe rääkimine teeb bürokraadid närviliseks. See tekitas temas ebamugavust.

Weinbergi enda sõnadega: “Oli selge, et [Shaw’l] oli minu või selles osas Oak Ridge’i riikliku labori vastu vähe usaldust. Lõppude lõpuks surusime me peale sulatatud soola, mitte LMFBR-i.”

Ta vallandati 1973. aastal. Selleks ajaks oli sulasoola reaktor juba seisma jäänud – Shaw oli selle 1969. aastal sulgema sundinud.

Shawi meeskond koostas aruande (WASH-1222), milles öeldi, et MSR-id “vajasid liiga palju arendustööd”, samas kui LMFBR-e peeti “küpseks tehnoloogiaks”, mida Ameerika peaks taotlema. Unustage ära, et MSR-id olid tegelikult juba mitu aastat töös, samal ajal kui LMFBR-id olid alles planeerimisjärgus. Poliitilised otsused ei vaja loogilist järjepidevust.

Ja tõepoolest, see osutus halvaks valikuks: „küps“ LMFBR-tehnoloogia, millele USA oli kõik pannud, ei viinud kuhugi. Nad üritasid selle ümber arendada projekti, Clinch Riveri tõureaktorit, mis kiideti heaks 1970. aastal esialgsete kuludega 400 miljonit dollarit. 1983. aastaks olid kulud plahvatuslikult kasvanud 8 miljardi dollarini ja lõppu polnud näha. Kongress kärpis rahastamist 1983. aasta oktoobris – reaktor ei jäänud kunagi valmis ja ühtegi vatti elektrit ei toodetud.

Ameerika kaotus sai kõige otsesemas mõttes võimalikuks tänu Hiina võidule. Oak Ridge, nagu iga sellise projekti puhul tavaks, oli oma töö dokumenteerinud sadades tehnilistes aruannetes – poolaasta eduaruannetes aastatel 1958–1967, üksikasjalikes insenerispetsifikatsioonides, materjaliteaduse andmetes ja MSRE tööpäevikutes. Pärast programmi lõpetamist 1976. aastal muutusid need aruanded avalikult kättesaadavaks ja enamasti ununesid need inseneriraamatukogudes ja arhiivides.

2002. aastal avastas need NASA lennundusinsener Kirk Sorensen ning sai koos oma kolleegi Bruce Pattoniga rahastuse nende digiteerimiseks. 2006. aastaks oli Sorensen loonud energyfromthorium.com ja teinud kõik avaliku hoidlana veebis kättesaadavaks. Tasuta. Kõigile kättesaadav.

Hiina kasutas seda avalikult kättesaadavat Ameerika uuringut oma MSR-programmi alusena – fakti, mida ta avalikult tunnistab. Hiina MSR-projekti juhtivteadlane Xu Hongjie ütles Hiina Teaduste Akadeemia kohtumisel selle aasta alguses: „USA jättis oma uuringud avalikult kättesaadavaks ja ootas õiget järeltulijat. Meie olime see järeltulija.“

Olgu pealegi – murranguline teadus ei tohiks pool sajandit tolmu koguda ainult sellepärast, et üks riik kaotas julguse. Kui Ameerika polnud valmis Weinbergi visiooni lõpule viima, peaks keegi teine ​​seda tegema. See keegi osutus Hiinaks.

Hiina viimane läbimurre

Hiina ei pühkinud Oak Ridge’i plaanidelt lihtsalt tolmu maha ja ei loonud koopiat. Nad tegid seda, mida Weinbergil polnud kunagi võimalust lõpetada: nad viisid tsükli lõpule.

Mäletate Oak Ridge’i eksperimendi kriitilist puuduvat pusletükki? MSRE tõestas, et sulatatud soolareaktorit saab käitada. See tõestas, et ohutussüsteemid töötavad. See tõestas isegi, et uraan-233 saab kasutada kütusena. Kuid see ei demonstreerinud kunagi isemajandavat paljunemistsüklit – reaktorit, mis töötamise ajal pidevalt tooriumist ise kütust toodab, seda “igiliikurit”, mida ma varem kirjeldasin. See oli püha graal, asi, mis muutis kogu kontseptsiooni revolutsiooniliseks, mitte ainult huvitavaks.

Hiina jõudis temani paar päeva tagasi.

Nende TMSR-LF1 reaktor Gansus viis edukalt läbi maailma esimese tooriumi uraaniks muundamise töötavas sulasoola reaktoris. Hiina Teaduste Akadeemia Shanghai Rakendusfüüsika Instituut teatas, et nad on saanud kehtivaid eksperimentaalseid andmeid, mis tõestavad tooriumi kütusetsükli toimimist – toorium-232 püüab pidevalt neutroneid kinni ja muundub töötavas reaktoris uraan-233-ks.

See võib kõlada sammhaaval – „okei, nad tegid selle haudmeasja ära, mis siis?“ Aga saage aru, mida see vallandab: see tõestab, et tooriumi kütusetsükkel toimib. See tähendab, et Hiina saab nüüd põhimõtteliselt projekteerida ja ehitada reaktoreid, mis võivad lõputult töötada kodumaal toodetud tooriumil, ilma et see sõltuks välismaistest uraanitarnetest ja oleks tarneahela häirete suhtes haavatav.

Tegelikult on Hiinal (projekti juhtiva Shanghai Rakendusfüüsika Instituudi) direktori asetäitja Cai Xiangzhou sõnul praktiliselt NULL välist sõltuvust sellest tehnoloogiast: „Üle 90 protsendi reaktori komponentidest toodetakse kodumaal, kusjuures kõik võtmeosad on lokaliseeritud ja tarneahel on täiesti sõltumatu. See edu tähistab tooriumi sulatatud soola reaktoritehnoloogiate tööstusliku ökosüsteemi esmast loomist Hiinas.“

Ja see on ilma tooriumi enda mainimatagi, mille varud Hiinal on tohutud. Mõnede hinnangute kohaselt piisab sellest riigi energiavarustuseks 20 000–60 000 aastaks. See pole trükiviga. Kümneid tuhandeid aastaid energiasõltumatust kodumaistest ressurssidest ning tehnoloogiat, mida Hiina nüüd otsast lõpuni kontrollib.

Olgu öeldud, et meil on veel pikk tee minna. Praegune TMSR-LF1 on 2-megavatine termiline demonstratsioonireaktor – see tõestab, et aretustsükkel töötab, kuid see ei tooda elektrit. See on sisuliselt kontseptsiooni tõestus: “Jah, me saame uraan-233 toota tooriumist sulatatud soola reaktoris.” See on kriitiline verstapost, kuid mitte veel elektrijaam.

Järgmine samm on juba käimas. Sel aastal alustati samas Gansu linnas ehitust, mille tulemuseks on sisuliselt TMSR-LF1 suurem vend: reaktor, mis lisab energiatootmise komponendi. See on projekteeritud tootma 10 MW elektrienergiat, kasutades eelnevalt mainitud ülikriitilise süsinikdioksiidi (sCO2) turbiine.

Mis on tõeliselt tähelepanuväärne ja mis rõhutab Hiina ambitsioonikust selles projektis, on see, et sCO2 turbiinid on ise tipptehnoloogia. Tegelikult, niipalju kui mina tean, oleks see maailma esimene tuumaelektrijaam, mis seda turbiinitehnoloogiat elektri tootmiseks kasutab. Wisconsini Energiainstituudi andmetel võiks traditsiooniliste auruturbiinide asendamine suletud ahelaga sCO2 gaasiturbiinidega suurendada elektritootmise efektiivsust 50 protsenti või rohkem – see on murranguline edasiminek iga elektritootmistehnoloogia jaoks.

Seega demonstreerib Hiina samaaegselt täiesti uut tuumareaktori tehnoloogiat (toriumi tootvad MSR-id) JA revolutsioonilist turbiini tehnoloogiat (ülikriitiline CO2) ning nad ehitavad seda kõike integreeritud elektrijaamana Gobi kõrbesse. Ma mõtlen, räägime ambitsioonikast!

Kui see toimib – ja kõige keerulisem osa just toimib –, on Hiina tavapärasest tuumaenergiast täielikult mööda läinud ja sisenenud täiesti uude elektritootmise kategooriasse. See pole mitte ainult ohutum ja odavam kui traditsioonilised reaktorid, vaid ka põhimõtteliselt tõhusam soojuse elektriks muundamisel. Ja muidugi, jällegi, kõik see kasutab energiaallikana külluslikku tooriumi.

Viimane samm on kommertsvalmiduse demonstreerimine. Cai Xiangzhou sõnul on eesmärk „lõpule viia 100-megavatise termilise prototüübi ehitus ja demonstratsioonikäitus ning saavutada kommertsrakendus aastaks 2035“. 100 MW reaktor on tavapäraste tuumastandardite järgi väike – enamik tänapäevaseid reaktoreid on võimsusega üle 1000 MW –, kuid see on piisavalt suur, et valideerida majanduslikku tasuvust ja tööomadusi kommertskasutuseks.

Kui 100 MW tooriumiga MSR suudab usaldusväärselt töötada ja toota elektrit konkurentsivõimeliste hindadega, on Hiinal olemas kõik vajalik nende reaktorite äriliseks ehitamiseks. Ja kuna nad kontrollivad kogu siseriiklikku tarneahelat – tooriumist endast kuni iga põhikomponendini –, pole teoreetiliselt ühtegi tehnilist ega geopoliitilist takistust, mis võiks takistada neil ehitamast kümneid, seejärel sadu selliseid reaktoreid üle kogu riigi.

Selguse huvides, teoreetiliselt peaks MSR-i abil toodetud energia olema palju odavam kui tavapärane tuumaenergia (mis on juba niigi suhteliselt odav). See on loogiline: toorium on odavam kui uraan, kütuse kasutamine on 30–50 korda parem, MSR-ide ehitamine on palju odavam (pidage meeles: pole vaja massiivset surveanumat), tankimist saab teha võrgus töötamise ajal jne. Muidugi erinevad aastatepikkune vigade parandamine, ettenägematud tehnilised väljakutsed ja tegeliku töötamise karm reaalsus „teoreetiliselt“ „praktikast“. Hiina teeb tohutu panuse, et teooriat saab praktikasse üle kanda. Aga kui neil on õigus – ja miski seni ei viita sellele, et nad poleks –, on neil kõigist teistest vähemalt kümme aastat edumaad.

Pikaajalised tagajärjed

Kui MSR-i panus tasub end ära, on selle pikaajaline tähendus Hiina strateegilise positsiooni jaoks peaaegu arusaamatu.

Esiteks, ilmselge: sõltumatus energiapudekatest. Ei mingit Hormuzi väina. Ei mingit Malaka väina. Ei mingit haavatavust naftavarude mereblokaadi suhtes.

Teiseks, asi pole ainult elektritootmises: odav ja külluslik energia muudab iga energiamahukat tööstusharu. Alumiiniumi sulatamine, terasetootmine, keemiatööstus, pooljuhtide tootmine, tehisintellekti andmekeskuste käitamine – kõik see on Hiinas struktuurilt veelgi odavam käitada kui see praegu on. Isegi kaubavedu: vaid paar tundi tagasi teatas Hiina plaanist ehitada maailma suurim kaubalaev, mida käitab… nagu arvata võis: tooriumil põhinev sulatatud soolareaktor!

Riik, mis juba domineerib ülemaailmses tootmisvõimsuses, saavutaks 21. sajandi kõige strateegilisemates tööstusharudes täiendava ületamatu kulueelise.

Kolmandaks: paindlik juurutamine. Hiina võiks ehitada neid ohutuid tuumaelektrijaamu ükskõik kuhu – Tiibetisse, Xinjiangi, sisemaa kõrbetesse, kaubalaevadele, kuule, kuhu iganes strateegiline vajadus seda nõuab. Kesk-Aasia riigid, kus pole veevarusid, aga on küllaga kõrbeid? Ideaalsed MSR-i kandidaadid. Pakistan, Kasahstan, Usbekistan – kõik potentsiaalsed kliendid ohututele, Hiinas ehitatud tooriumreaktoritele, mis ei vaja kütuse ega vee importi ega kujuta endast tuumasulamise ohtu.

Neljandaks, kaskaadefektid teistele tehnoloogiatele. Külluslikult odav elekter muudab varem ebaökonoomsed protsessid kasumlikuks. Näiteks ulatuslik vesiniku tootmine tööstusele ja transpordile. Pole ilmselt juhus, et esimene 10 MW eksperimentaalreaktor, mida praegu Gansus ehitatakse, on juba kavandatud tootma nn lillat vesinikku – viisi energia salvestamiseks vesinikuna, mida saab seejärel kasutada kütusena paljudes rakendustes. Traditsiooniline vesiniku tootmine on kallis, kuid panus on selgelt sellele, et MSR-id võiksid muuta vesiniku tootmise tõhusamaks ja majanduslikult tasuvamaks.

Aga ennekõike illustreerib see MSR-i projekt sügavamat lugu: Hiinast, kes julgeb minna sinna, kus Lääs alla annab. Asi ei ole ainult MSR-ides: praktiliselt kõigi energiaallikate puhul, neetud küll, praktiliselt igas mõeldavas valdkonnas näeme sama dünaamikat. Me elame maailmas, kus bürokraatiat ja suurejoonelise visiooni, unistuste puudumist ei leidu mitte kommunistliku partei juhitud riigis, vaid riikides, kus seda ei ole.

Lugu sellest, kuidas Hiina Weinbergi unistuse omaks võttis, on peaaegu valusalt sümboolne. Energiakülluse plaanid kogusid arhiivides tolmu, sest need ei sobinud poliitilisse olukorda ja bürokraatia tappis need. Ja siin on Hiina, kes töötab metoodiliselt läbi nende salastatuse kaotanud Ameerika dokumentide, lahendab probleeme, mida Oak Ridge’il ei lubatud kunagi lõpetada ja ehitab Gansusse mahajäetud tulevikku Tennessees. Tõusvat tsivilisatsiooni, mis sõna otseses mõttes kaevab välja ja äratab ellu sureva tsivilisatsiooni mahajäetud unistused, mille Ameerika arheoloogid on kõrvale heitnud.