Ο κύκλος του Θορίου στα πυρηνικά της Ινδίας

Στην παρούσα φάση υφίστανται έξι κύρια σχέδια Πυρηνικών Αντιδραστήρων Γενεάς 4 (IV) με ορίζοντα εμπορικής εφαρμογής μεταξύ 2030-2040, τα οποία διαχωρίζονται στις κάτωθι γενικές κατηγορίες με πληθώρα παραλλαγών και κάποιες επικαλύψεις:

Το πυρηνικό πρόγραμμα της Ινδίας βασίζεται στην κατηγορία αντιδραστήρων Πολύ Υψηλών Θερμοκρασιών, με χρήση Θορίου ως “γόνιμου” υλικού. Η εξέλιξη του πυρηνικού προγράμματος της Ινδίας έχει μεγάλο ενδιαφέρον διότι αντανακλά σε κάθε βήμα του και το γεωπολιτικό υπόβαθρο της εποχής. Ο πατέρας του ινδικού πυρηνικού προγράμματος ήταν ο Hommi Jehangir Bhabha, ιδρυτής της Ινδικής Υπηρεσίας Ατομικής Ενέργειας κι εμπνευστής του κύκλου Θορίου το 1954.

Ο κύκλος Θορίου ήταν υπό έρευνα και στις ΗΠΑ, καθώς το Εργαστήριο Oak Ridge πειραματιζόταν την ίδια εποχή στο υλικό ως πιο αποδοτικό για εμπορικές εφαρμογές. Ωστόσο, λόγω του Ψυχρού Πολέμου, επιλέχθηκε ο κλασικός κύκλος εμπλουτισμού Ουρανίου-235 για συμπαραγωγή πυρηνικών όπλων.

Ο πυρηνικός κύκλος του Θορίου είναι αρκετά περίπλοκος και πραγματοποιείται σε τρία στάδια: Χρήση Ουρανίου-235 για την παραγωγή Πλουτωνίου-239 ως παραπροϊόντος, χρήση Μικτών Οξειδίων (Mixed Oxides | MOX) για την αναπαραγωγή (breeding) Πλουτωνίου-239 που συνιστά πηγή ακτινοβολίας για την μεταστοιχείωση του “γόνιμου” Θορίου-232 σε Ουράνιο-233. Υπάρχουν τεχνικές προκλήσεις με σημαντικότερη αυτήν την παραγωγής Ουρανίου-232 ως ιδιαίτερα ραδιενεργού αποβλήτου (εκπομπή ακτινοβολίας-γ) που χρήζει ειδικής διαχείρισης.

Ο κύκλος του Θορίου και γεωπολιτικό υπόβαθρο

Το πυρηνικό πρόγραμμα της Ινδίας αναπτύχθηκε από το 1946 για να αντιμετωπίσει δύο προκλήσεις, την σπανιότητα εγχώριων αποθεμάτων Ουρανίου και τον ανταγωνισμό που διέβλεπε με την Κίνα και με το μελλοντικό κράτος του Πακιστάν (η βρετανική κυριαρχία τερματίστηκε επίσημα στην περιοχή το 1947, με τον σχηματισμό του Πακιστάν και της Ινδίας, ενώ το 1971 αποσχίστηκε από το Πακιστάν το σημερινό Μπανγκλαντές).

Περαιτέρω, η ήττα της Ινδίας από την Κίνα το 1962 για την περιοχή των Ιμαλάιων ήταν καταλυτική, ώστε να υπάρξει τεράστια εσωτερική πίεση για ανάπτυξη ινδικού πυρηνικού οπλοστασίου. Η Ινδία, το Πακιστάν, το Ισραήλ και το Νότιο Σουδάν δεν έχουν υπογράψει την Συνθήκη Μη Διάδοσης των Πυρηνικών Όπλων του 1968 (με ισχύ από τις 05/03/1970), ενώ η Βόρεια Κορέα αποσύρθηκε το 2003. Καθώς η Ινδία χρησιμοποίησε πυρηνικό υλικό και τεχνολογία για το πυρηνικό της οπλοστάσιο, ενώ επίσημα δηλωνόταν πως προορίζεται για εμπορικούς σκοπούς, αποκλείστηκε από τις αγορές Ουρανίου και υλικών αντιδραστήρων για σχεδόν τέσσερις δεκαετίες, γεγονός που την καθήλωσε σε μια περιορισμένη χρήση των αντιδραστήρων της.

Η Ινδία σήμερα χρησιμοποιεί μόνον 23 αντιδραστήρες που καλύπτουν μόλις το 1,5% της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειάς της σε σύνολο 430 GW εγκατεστημένης ισχύος. Η Ινδία αντιμετωπίστηκε πολύ διαφορετικά από το Πακιστάν – που τότε συνεργαζόταν στενά με τις ΗΠΑ – διότι είχε αναπτύξει σχέσεις με την τότε Σοβιετική Ένωση. Παράλληλα, οι ΗΠΑ πραγματοποίησαν το άνοιγμα προς την Κίνα ως παράγοντα διάσπασης της σοβιετικής συμμαχίας.

Ωστόσο, σήμερα αυτή η κίνηση έχει εξελιχθεί για τις ΗΠΑ στην μεγαλύτερη σύγχρονη πρόκληση εξωτερικής εξάρτησης για την προμήθεια Σπάνιων Γαιών, παρόλο που οι προθέσεις της Κίνας ήταν ήδη γνωστές δια στόματος Deng Xiaoping, ο οποίος δήλωνε «ό,τι έγινε το πετρέλαιο το 1973 για την Μέση Ανατολή, θα γίνουν οι Σπάνιες Γαίες για την Κίνα».

Με την κατάρρευση της Σοβιετικής Ένωσης το 1991, η μοναδική διέξοδος της Ινδίας ήταν η επιτάχυνση της ωρίμανσης της τεχνολογίας του Θορίου. Ωστόσο, μετά τις 11/9/2001, τόσο λόγω της διάρρηξης των σχέσεων των ΗΠΑ με τους πρώην συμμάχους τους, όσο και με την κατίσχυση της Κίνας στον διεθνή εφοδιασμό Σπάνιων Γαιών, η πολιτική των ΗΠΑ άλλαξε διαμετρικά. Το 2008 οι ΗΠΑ προχώρησαν στην πυρηνική συμφωνία για την αναβάθμιση του ρόλου της στην περιοχή και την επανεισδοχή της στις αγορές πυρηνικού υλικού, ενώ το 2023, ΗΠΑ και Ινδία προχώρησαν σε κοινή δήλωση για την εκπλήρωση των όρων της συμφωνίας του 2008.

Θόριο και Σπάνιες Γαίες

Το Θόριο υφίσταται σε μεγάλη φυσική αφθονία, με διαπιστωμένα αποθέματα κοντά στους 6,5 εκ. τόνους – συγκρίσιμη ποσότητα με τους έξι εκατομμύρια τόνους φυσικού Ουρανίου-238 – ωστόσο με πολύ υψηλότερες δυνατότητες παραγωγής ενέργειας. Η Ινδία εκτιμάται πως διαθέτει 850 χιλιάδες διαπιστωμένους τόνους μέσα σε μήτρες Μοναζίτη (φωσφορικό ορυκτό) κι αρκετά επιφανειακά στο ανατολικό της μέρος (π.χ. Kerala, Odisha).

Εντός της 10άδας είναι η Βραζιλία, η Αυστραλία, οι ΗΠΑ, η Αίγυπτος και η Τουρκία με εύρος 300-600κ τόνων η κάθε μια. Επιπλέον, το Θόριο συνιστά σημαντικό παραπροϊόν της εξόρυξης Σπάνιων Γαιών. Καθώς το Θόριο έχει πολύ περιορισμένες βιομηχανικές εφαρμογές (π.χ. πυρίμαχα κεραμικά υλικά, μεταλλουργία, οπτικοί φακοί), κατά βάση θεωρείται απόβλητο με υψηλό κόστος διαχείρισης.

Ωστόσο, η ωρίμανση του ινδικού πυρηνικού σχεδίου θα σηματοδοτούσε μια δομική αλλαγή στην ζήτησή του Θορίου που με την σειρά της θα αύξανε κατακόρυφα την κερδοφορία των εξορυκτικών δραστηριοτήτων ακόμη και με υψηλότερα περιβαλλοντικά όρια, όντας το εφαλτήριο για την μείωση της κυριαρχίας Κίνας στην εξόρυξη και στον εξευγενισμό των Σπάνιων Γαιών. Τα παραπάνω απασχολούν την Ευρωπαϊκή Ένωση με την Πράξη περί Κρίσιμων Ορυκτών Πόρων (Critical Raw Materials Act | CRMA, 16/03/2023), καθώς αν η Κίνα εφάρμοζε την περιβαλλοντική νομοθεσία της ΕΕ, η τιμή των Σπάνιων Γαιών θα έπρεπε να είναι 3-3,5 φορές υψηλότερη.

Ένα μέρος της μείωσης της εξωτερικής εξάρτησης μπορεί να έλθει κατά 20-25% από τον ανακυκλωμένο ηλεκτρονικό εξοπλισμό, ωστόσο το υπόλοιπο αναπόφευκτα θα χρειαστεί την λειτουργία νέων ορυχείων. Δυστυχώς, για ένα τόσο νευραλγικό ζήτημα όπως η δημόσια διαβούλευση της CRMA, δεν καταγράφηκε καμία εισήγηση από αρμόδιους ελληνικούς φορείς σε αντίθεση με φορείς χωρών εντός κι εκτός Ευρωπαϊκής Ένωσης (πχ Βέλγιο 19%, Γερμανία 14%, Ισπανία 12%, Σουηδία 8%, Γαλλία 7%).