В начале ноября 2025 года в СМИ появились сообщения об успехах китайских атомщиков по ториевому направлению. Утверждалось даже, что Китай якобы впервые в мире смог осуществить конверсию торий-уранового топлива.
На самом деле сформулировать то, что сделали китайцы, следовало бы так — впервые в мире они наработали уран-233 из тория в жидкосолевом реакторе.
Поручение премьера
Разработки по ториевому направлению в Китае возглавляет шанхайский институт прикладной физики (SINAP), входящий в состав академии наук КНР.
Соответствующую задачу перед институтом поставил в феврале 1970 года глава Госсовета КНР Чжоу Эньлай. Он потребовал от физиков разработать проект АЭС для удовлетворения растущих энергетических потребностей Шанхая.
Следует уточнить, что на тот момент институт носил другое название — шанхайский институт ядерных исследований, поэтому его выбор как разработчика АЭС был обоснованным.
В качестве первого варианта шанхайские физики предложили жидкосолевой реактор тепловой мощностью 25 МВт(т). Проект остался на бумаге, однако в институте была проведена серия экспериментов на критсборке нулевой мощности, впоследствии (в 1973 году) преобразованной в уран-водную критсборку.
Конечно, никаких жидких солей в шанхайской критсборке не было. В качестве топливного материала выступала смесь порошков BeF2 и UF4-ThF4.
Схема шанхайской критсборки.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.
Выбранный вариант
В 2011 году в институте SINAP вернулись к забытой тематике ториевых ЖСР в рамках программы под условным названием TMSR, что расшифровывалось как «ториевые жидкосолевые реакторы».
Шанхайские TMSR не следует путать с французским проектом с тем же названием, который разрабатывался в начале 2000-х годов.
Из целого ряда проектов исследовательских реакторов, предложенных в SINAP, для строительства рядом с городом Увэй (Wuwei) в провинции Ганьсу был выбран проект TMSR-LF1 тепловой мощностью 2 МВт(т) с урановым топливом с добавками тория.
Основные характеристики TMSR-LF1.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.
Строительство TMSR-LF1 велось без особой публичности, а о том, что оно началось, удалось узнать только благодаря курьёзу.
Сейчас основные вехи сооружения и ввода TMSR-LF1 в эксплуатацию удалось с определённой точностью установить.
Работы по сооружению реактора стартовали в 2018 году. Разрешение на пуск было получено в августе 2022 года, лицензия на эксплуатацию выдана в июне 2023 года. Первый выход на МКУ состоялся в октябре 2023 года, выход на номинал — в июне 2024 года.
В апреле 2025 года на закрытом заседании в академии наук КНР было сделано сообщение о первой успешной частичной перегрузке топлива (скорее, о первой добавке свежего топлива).
Наконец, в ноябре 2025 года с подачи института SINAP в прессу попали сообщения об успешной наработке урана-233 из тория в реакторе TMSR-LF1.
TMSR-LF1.
Щёлкните левой клавишей мыши для просмотра.
Неясные моменты
Сообщения для прессы всегда отличаются минимумом технических подробностей, и пресс-релиз SINAP не стал исключением.
Отраслевое издание World Nuclear News постаралось дополнить сообщение шанхайцев собственной информацией.
Так, по данным издания, общее количество тория, загруженного в TMSR-LF1, составляет порядка 50 кг.
Издание также сообщило, что в реакторе был достигнут коэффициент воспроизводства, равный всего лишь 0,1 — то есть, что TMSR-LF1 очень далёк от бридера. Впрочем, у ряда наблюдателей опубликованное значение КВ вызвало большие сомнения в достоверности.
Остаётся неизвестным, куда именно добавлялся торий. Издание упомянуло о бланкете, однако в различных китайских и западных презентациях, в которых затрагивается проект TMSR-LF1, сведения о бланкете отсутствуют.
Бланкет для ториевого ЖСР имеет большое значение, так как с его помощью можно ослабить негативные эффекты, связанные с протактинием-233.
Как известно, наработка плутония-239 из урана-238 происходит через промежуточный изотоп нептуний-239. Его период полураспада 2,356 дня, и он слабо влияет на нейтронно-физические характеристики реактора.
Наработка урана-233 из тория-232 также происходит через промежуточный изотоп, на сей раз через протактиний-233. У него период полураспада значительно больше, 26,975 дня, и влиянием его равновесной концентрации на реактивность и другие параметры пренебрегать нельзя.
Поэтому в некоторых западных «бумажных» проектах ЖСР для наработки урана-233 из тория предусмотрен бланкет, физически отделённый от жидких солей первого контура. Пока нельзя ответить однозначно, есть или нет такой бланкет в китайском TMSR-LF1.
Перспективы
Институт SINAP не собирается останавливаться на проекте TMSR-LF1.
На следующем этапе институт намерен построить реактор TMSR-LF2 мощностью уже 10 МВт(т), что даст больше возможностей для обкатки технологий.
Далее в планах института демонстрационный реактор TMSR-LF3 мощностью 100 МВт(т), после чего к направлению смогут активно подключиться атомные корпорации для строительства энергоблока с реактором-тысячником.
ИСТОЧНИК: AtomInfo.Ru