الوكالة تجري تحليلاً لما قد يقدِّمه الثوريوم من إمكانات في مجال الطاقة النووية في المدى البعيد

الثوريوم معدن فضي قليل الإشعاع موجود في الصخور النتنة والرمال المعدنية الثقيلة. وقد سُمِّي تيمناً بإله الرعد "ثور" في الأساطير الاسكندنافية. وهو أكثر وفرة من اليورانيوم في الطبيعة بما يتراوح بين ثلاث وأربع مرات، ولكن لم تكن له فائدة تُذكر على مر التاريخ في مجال الصناعة أو توليد الطاقة. ويُعزى ذلك جزئياً إلى أن الثوريوم ليس وقوداً نووياً في حد ذاته، ولكن يمكن استخدامه لإنتاج الوقود النووي.

والثوريوم-232 هو نظير الثوريوم الوحيد الموجود في الطبيعة. وعند تشعيعه، تحصل سلسلة من التفاعلات النووية التي تنتج اليورانيوم-233، وهو مادة انشطارية يمكن استخدامها كوقود في المفاعلات النووية.

للثوريوم العديد من المزايا مقارنةً بالوقود النووي التقليدي أي اليورانيوم-235. فمن شأنه توليد كمية من المواد الانشطارية (اليورانيوم-233) أكبر من تلك التي تُستهلك عند تغذية المفاعلات المبردة بالماء أو مفاعلات الملح المصهور. وتشير التقديرات إلى أن الطبقة العلوية للأرض تحتوي على كمية تصل إلى 10,5 أجزاء في المليون من الثوريوم، مقابل نحو 3 أجزاء في المليون من اليورانيوم. وقال كايلاش أغاروال، وهو أخصائي معني بمرافق دورة الوقود النووي في الوكالة، إن "الثوريوم قد يقدِّم حلاً طويل الأجل لتلبية احتياجات البشر من الطاقة نظراً إلى وفرته وقدرته على إنتاج المواد الانشطارية". وتتمثل إحدى الفوائد الأخرى لاستخدام الثوريوم في أن المفاعلات العاملة بالثوريوم قد تكون أكثر ملاءمة للبيئة من تلك العاملة باليورانيوم. فهذه المفاعلات لا تطلق غازات الدفيئة عندما تكون قيد التشغيل، شأنها في ذلك شأن الطاقة النووية، وتنتج قدراً أقل من النفايات النووية الطويلة العمر مقارنةً بالمفاعلات التي تعمل باليورانيوم حالياً.

هناك العديد من العقبات الاقتصادية والتقنية التي تجعل استخدام الثوريوم أمراً صعباً. فعلى الرغم من وفرة هذا المعدن، يُعتبر استخراجه مكلفاً حالياً.

وأفاد مارك ميهالاسكي، وهو أخصائي معني بموارد اليورانيوم في الوكالة، بأن "المونازيت المعدني هو مصدر رئيسي للعناصر الأرضية النادرة، وهو أيضاً مصدر رئيسي للثوريوم. ولو لم يكن هناك الطلب الحالي على العناصر الأرضية النادرة، لم يُستخرج المونازيت من أجل ما يحتوي عليه من الثوريوم. والثوريوم منتج ثانوي يتطلب استخراجه اللجوء إلى أساليب أكثر كلفة من تلك المستخدمة لاستخراج اليورانيوم. ولذا، فإن كمية الثوريوم التي يمكن استخراجها من الأرض بطريقة فعالة من حيث التكلفة أقل من كمية اليورانيوم المستخرجة على هذا النحو. ولكن يمكن أن يتغير هذا الوضع إذا ارتفع الطلب على الثوريوم وازداد استخدامه في مجال الطاقة النووية".

والتكاليف اللازمة لاختبار المنشآت النووية العاملة بالثوريوم وتطويرها وإجراء البحوث بشأنها هي تكاليف عالية بسبب النقص في الخبرات المتعلقة باستخدام الثوريوم في هذا الميدان وبسبب استخدام اليورانيوم على نطاق واسع عبر العصور في مجال الطاقة النووية. وذكرت أنزيليكا خابرسكايا، وهي مسؤولة تقنية في هندسة الوقود ومرافق دورة الوقود في الوكالة، أن "هناك عقبة أخرى تتمثل في صعوبة معالجة الثوريوم" لأنه مادة خصبة لا انشطارية، ويحتاج إلى قوة دافعة، مثل اليورانيوم أو البلوتونيوم، لتحفيز التفاعلات المتسلسلة والحفاظ عليها.

وذكر كليمونت هيل، رئيس قسم دورة الوقود النووي ومواده في الوكالة، أن "العالم يبحث عن تكنولوجيات بديلة مستدامة وموثوق بها لتلبية الطلب المتزايد على الطاقة وتحقيق الأهداف العالمية التي تتعلق بالمناخ. وقد يصبح استخدام الثوريوم إحدى هذه التكنولوجيات. وسنواصل بحوثنا لتزويد الجهات الراغبة في استخدام الثوريوم بنتائج علمية ذات مصداقية".

أصدرت الوكالة منشوراً جديداً عنوانه "الخيارات في المدى القريب والخيارات الواعدة في المدى البعيد لنشر الطاقة النووية القائمة على الثوريوم" (Near Term and Promising Long Term Options for the Deployment of Thorium Based Nuclear Energy). ويتضمن المنشور ملخصاً شاملاً لمشروع تعاون تقني دام أربع سنوات وركز على إمكانات تطوير الطاقة النووية القائمة على الثوريوم، إضافةً إلى معلومات عن فوائد استخدام الثوريوم كمصدر للوقود النووي، والتحديات المقترنة باستخدامه، وتحليل لتطبيقاته في مختلف أنواع المفاعلات، بدءاً بالمفاعلات المبردة بالماء الأكثر شيوعاً، ووصولاً إلى مفاعلات الملح المصهور.

وأوضح السيد كيلش أغروال، وهو أحد معدِّي التقرير، أن "العديد من البلدان تعتبر الثوريوم خياراً عملياً ومثيراً للاهتمام لتوليد الطاقة وتلبية الاحتياجات المتزايدة في هذا المجال. وساعد مشروعنا البحثي على تبادل المعارف والخبرات القيِّمة بين المختبرات ومعاهد البحوث الوطنية فيما يتعلق باستخدام الثوريوم، والمنشور هو ثمرة هذه البحوث".