Шанхайский институт прикладной физики (SINAP) Академии наук КНР сообщил о первой успешной конверсии торий-уранового топлива в экспериментальном ториевом реакторе на расплавленных солях TMSR-LF1.

Китайские специалисты получили достоверные экспериментальные данные, подтвердившие наработку урана-233 в тории, входящем в состав топлива TMSR-LF1.

TMSR-LF1 — на сегодняшний день единственный в мире действующий жидкосолевой реактор.

В Китае жидкосолевую программу, нацеленную на ториевый цикл, активно развивают по академической линии, в первую очередь в SINAP.

После выполнения многолетней программы НИОКР было получено разрешение на строительство исследовательского реактора TMSR-LF1 (Thorium Molten Salt Reactor Liquid Fluoride 1) мощностью 2 МВт(т). Его строительство, начатое в сентябре 2018 года, было завершено досрочно в августе 2021 года при первоначальном плане сдачи на 2024 год. В августе 2022 года SINAP получил разрешение Министерства экологии и охраны окружающей среды на ввод реактора в эксплуатацию. Лицензия на эксплуатацию была выдана в 2023 году. Реактор был впервые выведен на минимально контролируемый уровень мощности в октябре 2023 года, а на номинальную мощность — в июне 2024 года. Спустя четыре месяца после выхода на номинал был завершён процесс перегрузки ториевого топлива.

В качестве топлива в реакторе TMSR-LF1 используется соль LiF-BeF2-ZrF4-UF4 с ураном 20%-го обогащения. Тетрафторид тория добавлялся в топливную соль в качестве экспериментального материала. Общий запас тория составляет около 50 кг, а коэффициент конверсии — около 0,1.

Конструкция TMSR-LF1 предусматривает как полную загрузку и выгрузку топливной соли из первого контура, так и возможность загрузки топлива на ходу. В апреле 2024 года в Китае сообщили о первой перегрузке топлива в реакторе TMSR-LF1.

Развитие технологий ториевого цикла имеет для Китая стратегическое значение, поскольку страна обладает значительными запасами тория. К 2030 году Китай планирует построить восемь 100-мегаваттных жидкосолевых ториевых реакторов.

«Это первый случай получения международных экспериментальных данных после введения тория в жидкосолевой реактор, что делает TMSR-LF1 единственным в мире действующим жидкосолевым реактором, успешно использующим ториевое топливо, — заявили в институте. — Данный прорыв обеспечивает ключевую технологическую поддержку и практические решения для крупномасштабного освоения ториевых ресурсов в Китае и разработки современных ядерных энергетических систем четвёртого поколения».

В реакторах на расплавленных солях (РСЖ) в качестве теплоносителя первого контура используются фторидные соли, работающие при низком давлении. Реакторы могут функционировать на эпитепловых или быстрых нейтронах с различными видами топлива. Современный интерес к возрождению концепции РСЖ во многом связан с возможностью использования тория для получения делящегося урана-233, что требует исходного источника делящегося материала, такого как плутоний-239. Существует ряд концепций РСЖ, коммерциализация которых, особенно с использованием тория, сопряжена с комплексом технических задач.