אנרגיה סודית סיפורו של כור גרעיני מתקדם שנשכח והתגלה מחדש

רוני קובלסקי

2014אייקון

13.10.2014

שלנו" חסכוני"הסמארטפון ה

מ דרומית לחוג "ק 100שבדיה נמצא , Lulea-חוות שרתי פייסבוק ב

ובעת ( הידרו) MW 120ר צורכים "מ 28,000השרתים בבניין בן . הקוטב

M760$-הקמת המרכז עלתה כ(. MW 40)טורבינות דיזל 14-הצורך ב

זוללת מקום וכסף, אנרגיה סולרית

דונם ומספקת 1,850בסביליה תופסת שטח של Gemasolarתחנת כוח

מחיר . $420M: עלות הקמה. שעות ביום 15במשך ( 'מכס) MW20-כ

. W/$33: החשמל

האם ניתן לספק שירותי אינטרנט

?באמצעות אנרגיה סולרית

MW120ביקוש מרוכז של

בשבדיה , ללא הפסקות

, אתרים 6-10, תלוי מזג האוויר, ייצור מבוזר

דורש קווי מתח גבוה . W-במחיר גבוה ל

!שיחצו את כל יבשת אירופה

" זול", מרוכז, שנשתמש בחשמל..או

.ומלוכלך

חוות שרתים של 13-מעל ל

MW120 א"כ

בגרמניה MW 1600תחנת כוח פחמית בת

מחשבה מאובנת= דלק מאובן

. מאד מלוכלכתאך -מרוכזת , אמינה, (עדיין)זולה

...האנושות אין אופציות אחרותלמרבית

הרס הסביבה

שינוי אקלימי גלובלי

לאחר פוקושימה חייבים לחפש

חלופות

אנרגיה חליפית אינה בשלה

לא זמינה בכל , מבוזרת, ח"לא בהכרח מפחיתה פליטת ג

(?מי ישלם את הסובסידיות)מקום ויקרה מאד

דלקים גרעיניים קיימים

אורניום טבעי99.3% U-238

0.7% U-235

תוריום טבעי100% Th -232

. רק חלק זעום מתוך האורניום שקיים במצבו הטבעי הוא בר ביקוע

.וניתן להופכם לחומר בקיע" פוריים"התוריום הם כלרוב האורניום ו

תגובות המרה גרעיניות

תוריום אורניום

233

פלוטוניום

239

אורניום

235

נויטרון

נויטרון

נויטרון

נויטרון

תוצר

ביקוע

נויטרונים 2.3

אנרגיה

תוצר

ביקוע

תוצר

ביקוע

נויטרונים 1.9

אנרגיה

תוצר

ביקוע

(2)תגובות המרה גרעיניות

, כדי להשתמש באורניום שקיים בטבע בכמות גדולה

.חייבים לעבוד עם נויטרונים מהירים

פלוטוניום

239

אורניום

238

נויטרון מהיר נויטרון

תוצר

ביקוע

נויטרונים 2.3

אנרגיה+

תוצר

ביקוע

לידתה" ארס"

ריקובר ואלבין ווינברג היימן

זה מתחיל בטנסי

Oakridge-במסגרת פרויקט מנהטן מוקמת ב•

מעבדה ענקית למחקר וייצור חומרים בקיעים

' ווינברג עוזב את שיקגו לאוקרודג, 2ע "במהלך מלח•

בשנים שלאחר המלחמה הצוות של ווינברג בונה •

סידרה של אבות טיפוס של כורים גרעיניים

ההתחלה האופטימית

שנים 2.5בניית צוללת עם הנעה גרעינית תוך •

ליבת הכור עושה שימוש במוטות אורניום מועשר•

המים משמשים . MW10, כור מים בלחץ גבוה•

הסעת החום והן כמאיטי נויטרונים, לקירור

הכור המסחרי הראשון נבנה •

, בשיפינגפורט באותה טכנולוגיה

כל ולאחריו (60MW)פנסילבניה

עד ב"הכורים הגרעיניים בארה

... היום

... 1949-מקורה במפרט הדרישות לצוללת מ

האנרגיה הגרעינית היום

תרשים בסיסי של כור

מוטות דלק

מוטות בקרה

ליבת הכור

מחליף חום

משאבה

בניין הכור

נוזל ראשוני

נוזל עבודה חם

נוזל עבודה קר

שנה 50הטכנולוגיה לפני " פסגת"

הכור המעופף של ווינברג

חיל האוויר מממן פרויקט לבניית מפציץ המונע •

בכור גרעיני

לא ' דוג)קל ובטוח , הכור צריך להיות קומפקטי•

(תיתכן התכה של הליבה

הגנה על אנשי הצוות•

לא ניתן להשתמש במים במערכת•

במקרה של תאונה אווירית לא יתאפשר פיזור של •

חומרים רדיואקטיביים

תעופה גרעינית

כור המלח המותך של

ווינברג

כמו מלח על שפת הים

ק אדמה"בממ Thהערך האנרגטי של

דלק מלח גנרטור

חם

החום , מצנן

השיורי יכול

לשמש

להתפלת מים

גז חם

גז

פושר

רש

פוגז

םחו

ף לי

חמ

חלמ

/ח

למ

םחו

ף לי

חמ

חלמ

/גז

טורבינה

מדחס

?כיצד עובד כור מלח מותך

מבנה ממוגן

דלק מלח

פושר

נוזל קירור

מלחי חם

נוזל קירור

מלחי פושר

בטיחות פאסיבית

"קפוא"פקק

מיכל ניקוז

1965-כור מלח מותך ב

כדלק גרעיני UF4 -כחומר מצנן ו (LiF-BeF2)הישימות של כור מלח פלואוריד מותך

. 1965-ב כבר ב"הוכח בארה

מחליף החום

הדלק הגרעיני חימם את המלח המותך במחליף חום פשוט וקל

כור קומפקטי ויעיל

כור בטוח ופשוט להפעלה

בטיחות פאסיבית שאינה דורשת התערבות

שעות עבודה ללא כל הפסקה 20,000

1972-ביטול הפרויקט ב

?מדוע בוטל הפרויקט

אשר Fast-Breederפרויקט מקביל בטכנולוגיית•ייצר מקומות עבודה במדינות מפתח והתחרה על

(פוליטיקה)פ ויצירת מקומות עבודה "משאבי מו

ר הועדה לאנרגיה אטומית מתעב את ווינברג "יו • בגלל השאלות הקשות בנושא בטיחות ושינוי דעתו

הליכה "ח בו שימוש באורניום נתפס כ"פרסום דו• "על בטוח

סיסטם של חברות האורניום ולובי חזק -אקו• בועדות הרלוונטיות בקונגרס ובממשל הפדרלי

Shoreham, Long Island

1986-הושלם ב, MW820כור בהספק של •

לא הופעל בשל לחץ ארגוני הסביבה•

טון גזי חממה מיליון 100חסכון של •

באילינויFast Breeder פיתוח כור

Fast Breeder-מחלוקת כורי ה

לגבי הידלדלות מרבצי ' 70-'90-הערכות בשנות ה•

האורניום

לעומת כורי 25%-צפי להוזלת עלויות הבנייה ב•

מים

צפי לבטיחות משופרת לעומת כורים קונבנציונליים•

מניעת הפצת חומר בקיע בשל היות הכור מערכת •

סגורה

1994-ב Fast Breeder-ביטול ה

סתם את הגולל על דור חדש של כורים•

התעלמות מנושא מוטות הדלק המשומשים•

הובילו את המהלך הסנטור קרי ומזכירת האנרגיה •

לירי'הייזל או

קיבל את תמיכת הועדה לאנרגיה אטומית המשיך FB-כור ה

לקבל משאבים עד לביטול הסופי בתקופת ממשל קלינטון

שרשרת הדלק היום

250 t אורניום טבעי

t 1.75המכילים

235-U

t 215 אורניום מדולל

t 0.6המכילים

235-U .פינוי ואחסון בעייתיים

t 35 אורניום מועשר

t 1.15המכילים

235-U

235-U "מעט , "בוער

פלוטוניום נוצר

" בוער"ו

t 35 דלק משומש

:המכילים

• t 33.4 238אורניום

• t 0.3 235-U

• t 0.3 פלוטוניום

• t 1.0 תוצרי ביקוע

שרשרת דלק מבוססת תוריום

t 1 תוריום טבעי

, התוריום מוכנס לכור

U-233-כולו הופך ל

מפיק " )בוער"ו

(אנרגיה

83%שנים 10תוך

מתוצרי הביקוע מספיק

יציבים כדי לעבור הפרדה

בכל מקרה לא . ולהימכר

מתאימים לייצור נשק

התוצרים הנותרים 17%

נשלחים לבידוד גאולוגי

שנים 300-ל

, טון של תוצרי ביקוע 1

, אורניום: ללא

מידה . ופלוטונים

זעירה אקטינידיים

אחרים

אנרגיה גרעינית היום

GW 374כורים בכל העולם המספקים 430מעל •

(2011-מאספקת החשמל העולמית ב 10%-כ)

:מדינות בולטות בייצור חשמל גרעיני•

(GW 99) 19%: ב"ארה–

!החשמל הכי זול באירופה, (GW 63) 78%-כ: צרפת–

(GW 42) 42%: יפן–

(GW 23) 17%: רוסיה–

(GW 13) 43%: אוקראינה–

(3.5%)והודו ( 2.5%)סין : בולטות בהיעדרן

תאונות ואסונותThree Mile Island 1979 Chernobyl 1986 Fokushima Daiichi 2011

התכה של שלוש ליבות •

.6מתוך

צונאמי מציף : סיבה •

את חדר המשאבות

שתפקידו להזרים מי

.קירור לכורים

שחרור מאסיבי של •

.חומרים רדיואקטיביים

130: הערכות. אפס: נפגעים

פיצוץ של ליבה אחת •

.4מתוך

ניסוי בניתוק : סיבה •

הזרמת מי קירור לכור

.אשר משתבש

השחרור המאסיבי של •

חומרים רדיואקטיביים

שלא במסגרת ניסוי

.בנשק 4,000: הערכות. 31: נפגעים

התכה חלקית של ליבה •

.אחת מתוך שתיים

שילוב של : סיבה •

תקלה מכנית וטעויות

אנוש הגורמים לשחרור

.מי הקירור של הליבה

שחרור של חומרים •

.רדיואקטיביים

.0: הערכות. אפס: נפגעים

חות אירגון הבריאות העולמי"דו: מקור

השפעות האנרגיה הגרעינית

UN Scientific Committee on the ם בשם"ח האו"דו•

Effects of Atomic Radiation

כולל שחרור , הפעלת כור: לפי פירסומי הועדה•

לשנה mSv 0.0002תוצרי ביקוע לסביבה מהווים

לשם השוואה קרינת הרקע הממוצעת בעולם היא )

mSv 2.4 , טווחmSv1-mSv13)

לתושבי mSv0.004 :י הועדה"רנוביל עפ'מורשת צ•

חצי הכדור הצפוני בשנת האסון

mSv: המנה הכי גדולה שספגו מפוני פוקושימה•

68

21-כורי מלח מותך במאה ה

:כורים מבוססי תוריום בשלבי פיתוח שונים

2011-שאפתנית החל מ MSRתכנית : סין–

מתבססים לאהולכים חזק על תוריום אבל : הודו–

על מלח מותך אלא על מוטות דלק מוצק

–Fuji MSR :רוסיה , קונסורציום חברות יפן

ב"וארה

:אפ-מספר חברות סטארט: ב"ארה–

,Flibe Energy, TransAtomic Power, DBI

Flibe Energyחברת

בנייה מתועשת של כורי תוריום קומפקטיים•

עבודה יותר גבוהה שימוש בטורבינות גז ' טמפ•

supercritical CO2' לדוג)זולות ויעילות יותר

(closed-cycle gas turbine

שימוש בחום השיורי להתפלת מים•

שני דלקים בו )מחקר של טיפוסי כורים חדשים •

(breedingזמנית עם אפקט

- Th אנרגיה לעתיד ירוק

התוריום מצוי בטבע •

הוא זמין , בכמויות אדירות

וזול

מספק אנרגיה בטוחה •

ונקייה

כל תצרוכת האנרגיה של •

אדם אחד בכל שנותיו בכף

יד אחת

!תודה רבה

גיבור כדור הארץ: הומר סימפסון

קריאה נוספת

• “Superfuel”, Richard Martin

• “The Second Nuclear Era”, Alvin Weinberg

• “Plentiful Energy – the story of the Integral Fast

Reactor”, Charles Till and Yoon Chang

• “Nuclear 2.0”, Mark Lynas

• http://www.the-weinberg-foundation.org/

• http://www.thoriumenergyalliance.com/