Chiński reaktor torowy: krok ku „niemal nieskończonemu” źródłu czystej energii

Krótka historia reaktorów torowych

Pomysł wykorzystania toru jako źródła paliwa jądrowego narodził się w latach pięćdziesiątych XX wieku w Stanach Zjednoczonych. W Narodowym Laboratorium Oak Ridge (ORNL) zainicjowano wówczas program badawczy, którego owocem był Eksperymentalny Reaktor z Ciekłym Paliwem Solnym (MSRE). Urządzenie to, uruchomione w 1965 roku, wykazało, że uran-233 – izotop wytworzony wcześniej z toru-232 w innym reaktorze – może skutecznie służyć jako paliwo w układzie z ciekłymi solami fluorkowymi.

Mimo technicznego sukcesu, prace nad rozwojem cyklu torowego zostały wstrzymane. Priorytetem amerykańskiego programu jądrowego była wówczas produkcja plutonu dla celów zbrojnych, a nie energetyka cywilna. Od tamtej pory reaktory torowe pozostawały na marginesie badań – aż do momentu, gdy Chiny, posiadające ogromne zasoby toru, ale skąpe rezerwy uranu, zdecydowały się na systematyczny rozwój tej technologii.

Zasada działania reaktora z ciekłym paliwem torowym

Reaktor typu TMSR (Thorium Molten Salt Reactor) działa zasadniczo inaczej niż tradycyjne elektrownie jądrowe. Paliwo nie ma postaci prętów, lecz roztworu soli fluorkowych, w których rozpuszczony jest fluorek toru (ThF₄) oraz niewielka ilość rozszczepialnego materiału wyjściowego (np. uranu-235). Ten roztwór krąży w zamkniętym obiegu, pełniąc równocześnie rolę paliwa i czynnika chłodzącego.

Kluczowym procesem jest konwersja toru-232 w uran-233 wewnątrz rdzenia reaktora:

• Tor-232 pochłania neutron i staje się tor-233,
• Ten szybko przekształca się w protaktyn-233,
• Który po kilku tygodniach rozpadu daje uran-233, zdolny do samopodtrzymującej się reakcji rozszczepienia.

Dzięki temu reaktor może „rozradzać” własne paliwo w trakcie pracy, tworząc cykl „spalaj i rozradzaj”, który znacznie podnosi wykorzystanie surowca i ogranicza ilość radioaktywnych odpadów.

Dodatkowe zalety:

• Praca w temperaturze powyżej 600°C przy ciśnieniu atmosferycznym, co eliminuje ryzyko wybuchu,
• Brak potrzeby wody chłodzącej – idealne rozwiązanie dla suchych, odległych od mórz i jezior regionów,
• Pasywne bezpieczeństwo: w razie awarii paliwo wypływa do zbiorników awaryjnych i twardnieje, zatrzymując reakcję.

Chiński projekt TMSR: od pomysłu do przełomu

Chiński program reaktorów torowych został uruchomiony w 2011 roku jako strategiczny priorytet Chińskiej Akademii Nauk (CAS). Koordynatorem został Szanghajski Instytut Fizyki Stosowanej (SINAP), a główną bazę zlokalizowano w prowincji Gansu, na pustyni Gobi – ze względu na niską gęstość zaludnienia i stabilność sejsmiczną.

Po blisko piętnastu latach badań, budowy infrastruktury i opracowania nowych materiałów (m.in. stopów niklowych odpornych na korozję solną), 11 października 2023 roku reaktor TMSR-LF1 o mocy 2 MW osiągnął pierwszą krytyczność – czyli zainicjował kontrolowaną reakcję łańcuchową.

17 czerwca 2024 roku urządzenie osiągnęło pełną moc cieplną, a w październiku 2025 roku dokonano historycznego kroku: po raz pierwszy na świecie wprowadzono tor bezpośrednio do działającego reaktora z ciekłym paliwem i udokumentowano jego przemianę w uran-233 wewnątrz aktywnego rdzenia.

Oficjalne ogłoszenie tego sukcesu miało miejsce 1 listopada 2025 roku w chińskim dzienniku Science and Technology Daily, organie prasowym Ministerstwa Nauki i Technologii ChRL. Jak podano, to pierwszy w historii eksperyment, w którym uzyskano rzeczywiste dane operacyjne z wykorzystania toru w środowisku reaktora solnego.

Dzięki temu chiński TMSR-LF1 stał się jedynym na świecie działającym reaktorem torowym z ciekłym paliwem, w którym tor pełni aktywną rolę w cyklu paliwowym – nie tylko jako dodatek, lecz jako podstawowy surowiec wyjściowy.

Znaczenie przełomu

To osiągnięcie ma znaczenie nie tylko techniczne, ale i strategiczne. Cały proces „spalania i rozrodu” odbywa się bez konieczności wyłączania reaktora, co zasadniczo różni go od elektrowni konwencjonalnych, gdzie co kilka lat trzeba wymieniać paliwo stałe.

Ponadto, dzięki pełnej autonomii technologicznej – wszystkie kluczowe komponenty reaktora zostały wyprodukowane w Chinach – kraj zapewnił sobie niezależność od zagranicznych łańcuchów dostaw w kluczowym obszarze energetyki przyszłości.

Przyszłość: od prototypu do komercjalizacji

Chińska Akademia Nauk potwierdziła plan budowy demonstratora o mocy 100 MW na pustyni Gobi. Celem jest udowodnienie przydatności technologii do komercyjnego wykorzystania i przygotowanie do masowej produkcji modułowych reaktorów torowych w latach trzydziestych XXI wieku.

Szacuje się, że same odpady z wydobycia rzadkich ziem w regionie Bayan Obo w Mongolii Wewnętrznej zawierają tyle toru, że wystarczyłby on do zaspokojenia całkowitego zapotrzebowania Chin na energię przez ponad tysiąc lat.

Reaktory torowe mogą zatem odegrać kluczową rolę w realizacji chińskiego celu neutralności klimatycznej do 2060 roku, dostarczając stabilną, bezwęglową moc bazową tam, gdzie nie ma miejsca na elektrownie wodne ani wiatrowe, a węgiel nie jest brany pod uwagę w miksie energetycznym przyszłości.

Źródła

1. Science and Technology Daily (科技日报) – Oficjalny artykuł z 1 listopada 2025 r., cytowany przez Chińską Akademię Nauk
2. South China Morning Post – Stephen Chen, „China’s thorium molten salt reactor achieves breakthrough“, 3–4 listopada 2025
3. Chinese Academy of Sciences (CAS) – Strategic Priority Research Program on TMSR, 2011–2025
4. Shanghai Institute of Applied Physics (SINAP) – Komunikaty publiczne i podsumowania techniczne, 2023–2025
5. International Atomic Energy Agency (IAEA) – Advanced Reactors Information System (ARIS), 2025
6. U.S. Department of Energy – Oak Ridge National Laboratory (ORNL), „Molten Salt Reactor Experiment (MSRE): Final Report“, 1969 (reprint 2022)

Leszek B. Ślazyk

e-mail: kontakt@chiny24.com

© www.chiny24.com