3.6 Торий как ядерное топливо

Большая часть этой книги посвящена использованию урана как топлива для ядерных реакторов. Однако, торий может также быть использован как топливо для реакторов типа CANDU или для реакторов, специально разработанных для этой цели. Топливный цикл тория имеет некоторые привлекательные особенности, и описан ниже в Разделе 4.5. Реакторы с эффективными нейтронными потоками, типа CANDU, способны к работе и на ториевом топливе, хотя обычно в них используют ядерное топливо типа U-235 или Pu-239. В этом случае торий (Th-232), поглощая нейтроны в реакторе, становится расщепляющимся ураном (U-233), который и продолжает цепную реакцию деления. Торий приблизительно в три раза более распространен в земной коре, чем уран. Австралийские минеральные пески, например, особенно в Виктории и Западной Австралии, содержат значительное количество тория.

3.7 Исследовательские реакторы

Уместно заметить, что в дополнение к имеющимся в мире более чем 470 коммерческим реакторам, имеется приблизительно 280 исследовательских реакторов и реакторов, задействованных для производства изотопов, работающих в 54 странах. Они, главным образом, намного меньше, чем, те, которые используют для производства электроэнергии, но, тем не менее, также нуждаются в топливе и производят отходы. Кроме научных исследований, они используются для производства медицинских изотопов и других радиоактивных источников для промышленности.

3.8 Атомный флот

Ядерные энергетические установки особенно перспективны для оснащения ими морских судов, которые должны находиться в море в течение длинных периодов времени без дозаправки, или для создания мощных и быстрых подводных лодок. В настоящее время, в мире эксплуатируется приблизительно 250 судов, которые обеспечиваются энергией более чем 400 малыми ядерными реакторами. Большинство из них расположены на подводных лодках, но они имеются также на ледоколах и авианосцах. Это водяные реакторы высокого давления со специальным топливом и спроектированы таким образом, что имеют возможность работать в непрерывном режиме до десяти лет между дозаправками. Субмарины с ядерными установками способны двигаться в подводном режиме со скоростью до 25 узлов без остановки в течение недель, что в значительной степени повышает их роль в военно-морском флоте. Военно-морские флоты США, Англии, Франции, России и Китая используют морские суда с ядерными установками. Много субмарин с ядерными установками были в 1990-ых годах сняты с вооружений по причине как их морального износа, так и вследствие политики разоружения. В США реакторные отсеки устаревших подводных лодок просто отделяются от остального оборудования и после специальной обработки размещаются в специальных хранилищах для ядерных отходов низкого уровня (см. главу 5). В России, однако, в этой области имеются некоторые проблемы как политического, так и экономического характера. В Великобритании устаревшие атомные подводные лодки просто уничтожаются.

3.9 Другие приложения ядерной энергии

Кроме морских и исследовательских реакторов, некоторое количество ядерных установок (достигающих приблизительно 5 MВт тепловой мощности) используются для неэлектрических приложений. Они достаточно эффективны для опреснения воды, в нефтяной промышленности для очистки и экстракции нефти от земли и песков. Охлаждаемые водой реакторы могут использоваться для обеспечения населения теплом. Во многих странах имеется значительный опыт в использовании теплоты как побочного продукта генерации электроэнергии.