China alcança marco de independência energética ao ‘produzir’ urânio a partir de tório

• Um reator experimental desenvolvido no deserto de Gobi pela Academia Chinesa de Ciências conseguiu converter tório em urânio por meio de transmutação de combustível
• Este reator de sal fundido baseado em tório com combustível líquido, de 2 megawatts (TMSR) é o único do mundo a realmente carregar e utilizar combustível de tório
• Os resultados do experimento são avaliados como uma evidência inicial que comprova a viabilidade técnica do uso de recursos de tório em sistemas de reatores de sal fundido
• A Academia Chinesa de Ciências afirmou que esta conquista representa um grande salto no avanço de tecnologias de energia nuclear limpa e sustentável
• A tecnologia tem grande importância para a autossuficiência energética da China e para garantir estabilidade de longo prazo no suprimento de combustível nuclear

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Resultado do reator experimental de tório no deserto de Gobi

• O Instituto de Física Aplicada de Xangai, da Academia Chinesa de Ciências, conseguiu converter tório em urânio por meio de um reator experimental desenvolvido no deserto de Gobi
  • O reator tem a forma de um reator de sal fundido baseado em tório com combustível líquido, de 2 megawatts (TMSR)
  • O experimento é avaliado como uma implementação bem-sucedida de tecnologia inovadora baseada em fissão nuclear

O único reator do mundo a usar combustível de tório

• Este TMSR é atualmente confirmado como o único reator do mundo a realmente carregar e usar combustível de tório
  • Isso chama atenção como um caso de demonstração de um ciclo de combustível tório-urânio diferente dos sistemas tradicionais de combustível nuclear

Significado técnico e perspectivas futuras

• A Academia Chinesa de Ciências anunciou que este experimento comprovou a viabilidade técnica da utilização de recursos de tório em sistemas de reatores de sal fundido
  • O resultado é considerado um avanço técnico significativo para garantir energia nuclear limpa e sustentável
• O artigo não menciona planos adicionais de comercialização nem cronograma

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Opinião do Hacker News

• Antes de se empolgar, é preciso entender exatamente o que este experimento significa
  A China colocou em operação um reator experimental que converte tório em urânio, mas a taxa de conversão foi de apenas 0,1
  Ou seja, foi como consumir 10 unidades de combustível nuclear existente para criar 1 novo átomo físsil
  Esse tipo de conversão também acontece em reatores comuns, e os reatores de água leve têm uma taxa de cerca de 0,6, enquanto os de água pesada ficam em torno de 0,8
  Portanto, tecnicamente o resultado da China está abaixo do que já existe, mas o que há de novo é o uso de tório
  A viabilidade econômica ainda é incerta, mas se houver investimento de longo prazo em nível estatal, talvez em uns 30 anos possam surgir resultados relevantes
  Artigos relacionados: World Nuclear News, Wikipedia - Breeder reactor

  • O problema fundamental é a densidade energética e abundância do urânio
    Como há urânio suficiente hoje, não existe motivo econômico para montar sistemas complexos de reciclagem
  • Mesmo em reatores comuns, com o tempo o plutônio é gerado e passa a responder por uma parte considerável da energia
    Com tório, a energia pode ser obtida na sequência tório → urânio → plutônio, mas se a taxa de conversão for baixa, pode ficar difícil manter o estado crítico
  • Fica a impressão de que a China está adotando uma estratégia para se firmar como potência científica antes que o crescimento industrial desacelere

• O ponto central deste experimento é o projeto de reator de sal fundido (MSR)
  Como o combustível é usado dissolvido em sal fundido FLiBe, é possível fazer processamento de combustível em tempo real sem precisar trocá-lo dentro de um vaso de pressão selado, como nas barras de combustível sólido
  Essa estrutura também permite testar o ciclo de combustível com tório
  Esta pesquisa se baseia em experimentos antigos de Oak Ridge

  • O aspecto singular não é o MSR em si, mas sim queima de tório
  • O MSR tem características atraentes, mas sua grande desvantagem é o dano aos materiais causado pela exposição a nêutrons
    Como o combustível está em estado líquido, a radiação alcança as paredes do recipiente e, mesmo com blindagem de grafite, surgem problemas de dano e contaminação
    O experimento de Oak Ridge também chegou ao limite de vida útil radiológica
    Em contrapartida, nos reatores de água leve a água atua como amortecedor, então a vida útil das estruturas é muito maior
  • Daí surge a pergunta: “então quem absorve os nêutrons?”

• Um artigo que explica bem o significado deste resultado: Science and Technology Daily

  • Segundo a matéria, a China planeja concluir e operar até 2035 um reator demonstrativo TMSR de 100 megawatts
    É uma escala equivalente a um décimo de uma usina nuclear comercial (1 gigawatt), um experimento intermediário rumo à próxima etapa

• Este texto é um trecho do início de uma matéria de 29 parágrafos da SCMP
  Original: link archive.is

  • Dizem que encontraram o link original e, por isso, trocaram a fonte no topo de HumanProgress.org pelo original

• Nas últimas semanas, este tema apareceu várias vezes, mas não chamou atenção
  Talvez agora seja a hora de o Ocidente correr atrás da tecnologia chinesa

  • Mas o MSR de tório tem baixa viabilidade econômica em regiões ricas em urânio (EUA, Europa, Austrália)
    Soluções diferentes devem surgir conforme as condições geológicas de cada região
  • Na verdade, isso é uma tecnologia americana retomada pela China
    Nos últimos 60 anos, ela foi interrompida não por limitações técnicas, mas por motivos políticos
  • Na usina de Shippingport, nos EUA dos anos 1950, Rickover também fez experimentos de breeding com tório
    Ou seja, a tentativa chinesa não é totalmente nova
  • Por outro lado, também há quem diga que “a China está do lado que copia a tecnologia do Ocidente”
  • No fim, a tecnologia de breeding é economicamente inviável
    No mercado atual, usar urânio novo sai muito mais barato

• O tório surge em grande quantidade como subproduto do refino de terras raras
  Como a China já dispõe disso em volume, a ideia é encontrar uma forma de aproveitá-lo

• É interessante que este reator não precisa de água e pode ser construído no interior
  A maioria das usinas nucleares usa vapor para girar turbinas, então isto parece ter uma configuração diferente

  • Este projeto usa CO₂ supercrítico como meio de transferência de calor, então não precisa de água
    É mais seguro e pode ser usado não só para eletricidade, mas também para produzir combustíveis sintéticos
    Por exemplo, seria possível extrair CO₂ da água do mar e produzir hidrogênio por eletrólise para gerar combustíveis sintéticos de hidrocarbonetos
  • Claro que muitas usinas nucleares já ficam no interior, usando lagos artificiais ou água de rios como fonte de resfriamento

• Ouvi dizer que esta tecnologia foi originalmente uma ideia dos EUA, depois retomada pela China

  • De fato, nos anos 1960, os EUA conduziram em Oak Ridge o Molten-Salt Reactor Experiment
    Na época, usaram urânio-233 bred a partir de tório, mas o projeto foi interrompido por baixa viabilidade econômica e alto custo de descomissionamento
    Em 1994, chegou-se a identificar um estado perigoso devido ao acúmulo de gás flúor, entre outros fatores
  • Como o ciclo de combustível de tório era inadequado para produção de armas, não tinha apelo militar,
    e depois do acidente de Three Mile Island o interesse dos EUA por energia nuclear caiu drasticamente, as pesquisas foram interrompidas
  • Há também tentativas privadas, como o projeto MSTR com investimento de Bill Gates,
    mas as barreiras regulatórias continuam altas e ineficientes
  • Histórico relacionado: Wikipedia - Thorium-based nuclear power
  • A Índia é um dos países que mais investiram seriamente nessa área

• A dinamarquesa Copenhagen Atomics está desenvolvendo um MSR modular do tamanho de um contêiner
  site oficial

  • Já produziram alguns protótipos e planejam a primeira reação em cadeia nuclear no PSI em 2027
    Parece que a meta comercial está mais alinhada com 2050 do que com 2030

• As camadas de areia da costa oeste do Sri Lanka são ricas em tório
  A extração pode ser feita com dragas em profundidades de 10 a 100 m

  • Na prática, o tório pode ser obtido em qualquer lugar onde haja mineração de terras raras
    Em vez de mineração dedicada, ele pode ser extraído do rejeito mineral de minas já existentes