МОНАЦИТ ҚҰРАМЫНДАҒЫ ТОРИЙ ҚАЛДЫҚТАРЫН ЭНЕРГЕТИКА САЛАСЫНДА ПАЙДАЛАНУ ПЕРСПЕКТИВАЛАРЫ

Таза және тұрақты энергияға жаһандық сұраныстың өсуі жағдайында радиоактивті химиялық элемент торийді ядролық отын ретінде пайдалану ерекше назар аударады. Бұл зерттеу жұмысы торий энергетикасында қолдану мақсатында құрамында торий бар тау-кен өндіретін өнеркәсіптік қалдықтарды өңдеу мүмкіндіктерін кешенді талдауға бағытталған. Зерттеу жұмысында монацит минералы алтын өндіру және сирек жер өнеркәсібінің үйінділерінде түзілетін торийдің негізгі көзі ретінде қарастырылады. ANSYS және COMSOL Multiphysics бағдарламалық кешендерін пайдалана отырып, торий реакторының белсенді аймағының математикалық модельдерін әзірлеуге бағытталған теориялық зерттеулер жүргізілді. Модельдер нейтрондардың тасымалдану процестерін, жылу алмасуды, салқындатқыш ағындарын және механикалық кернеулерді ескереді. Экологиялық тәуекелдерді азайту мақсатында қалдықтардан торий алудың физика-химиялық әдістері де зерттелді. Мақалада Қазақстандағы, оның ішінде Маңғыстау облысы, Оңтүстік Қазақстан облысы және Солтүстік Қазақстан облысындағы перспективалық кен орындары анықталған торийдің геологиясы мен қоры туралы нақты геологиялық және минералогиялық деректер келтірілген. Зерттеу нәтижелері Қазақстан Республикасында торий энергетикасын дамытудың жоғары технологиялық және экологиялық орындылығын атап көрсетеді және торий негізіндегі төртінші буындағы реакторларды енгізудің тұжырымдамалық және ғылыми негізін жасайды.

1. Manchanda V.K. Thorium as an abundant source of nuclear energy and challenges in separation science // Radiochimica Acta. – 2023. – Т. 111, № 4. – Р. 243-263.

2. Emblemsvag J. Safe, clean, proliferation resistant and cost-effective Thorium-based Molten Salt Reactors for sustainable development // International Journal of Sustainable Energy. – 2022. – Т. 41, № 6. – Р. 514-537.

3. Houghton J. Molten Salt Reactors: Overview and Comparison of Uranium and Thorium Fuel Cycles. – 2020.

4. Li D. TruUtilization and MA transmutation in thorium-based fluorinated molten salt fast reactor // Progress in Nuclear Energy. – 2024. – Т. 168. – Р. 105015.

5. Occurrence of uranium, thorium and rare earth elements in the environment: A review / K.S. Patel et al // Frontiers in environmental science. – 2023. – Т. 10. – Р. 1058053.

6. Aziman E.S. Investigation of thorium separation from rare-earth extraction residue via electrosorption with carbonbased electrode toward reducing waste volume // Nuclear Engineering and Technology. – 2021. – Т. 53, № 9. – Р. 2926-2936.

7. A safer and cleaner process for recovering thorium and rare earth elements from radioactive waste residue / J. Su et al // Journal of Hazardous Materials. – 2021. – Т. 406. – Р. 124654.

8. Aziman E.S. Remediation of thorium (IV) from wastewater: Current status and way forward / E.S. Aziman, A.H.J. MohdSalehuddin, A.F. Ismail // Separation & Purification Reviews. – 2021. – Т. 50, № 2. – Р. 177-202.

9. Thorium resources as Co- and By-products of rare earth deposits. – IAEA-Tecdoc-1892, Vienna, 2019. – 68 p.

10. Kelley D.D. The US Department of Energy (DOE) is considering a proposal to operate an integrated pit disassembly and conversion demonstration process at the Los Alamos National Laboratory (LANL) / D.D. Kelley // DOE has prepared an Environmental Assessment, Pit Disassembly and Conversion Demonstration (DOE/EA-1207).

11. The chemistry of the actinide and transactinide elements / M.S. Wickleder et al. – 2006. – Р. 52-160.

12. Ligun A., Afroz N. Radioactive Waste. – 2023.

13. Thorium resources as Co- and By-products of rare earth deposits. – IAEA-Tecdoc-1892, Vienna, 2019. – 68 p.

14. Международное агентство по атомной энергии (2023). Информационная система энергетических реакторов – в эксплуатации и приостановленная эксплуатация. Доступно онлайн: https://pris.iaea.org/PRIS/WorldStatistics/OperationalReactorsByCountry.aspx (дата обращения: 05.01.2023).

15. Understanding rare earth elements as critical raw materials / W.L. Filho et al // Sustainability. – 2023. – Т. 15, № 3. – Р. 1919.

16. Thorium: geology, occurrence, deposits and resources / Barthel F.H. et al // International Symposium on Uranium Raw MAterial for the Nuclear Fuel Cycle: Exploration, Mining, Production, Supply and Demand, Economics and Environmental Issues (URAM 2014). – Vienna. Proceedings. – 2014.

17. Chemical and mineralogical characterization of Malaysian monazite concentrate / S. Udayakumar et al // Mining, Metallurgy & Exploration. – 2020. – Т. 37. – Р. 415-431.

18. Balaram V. Sources and applications of rare earth elements / V. Balaram // Environmental Technologies to Treat Rare Earth Elements Pollution: Principles and Engineering; IWA Publishing: London, UK. – 2022. – Р. 75-113.

19. Quantification of thorium and rare earth elements in Perak’s ex-mining monazite / C.R.C. Hak et al // JurnalSainsNuklear Malaysia. – 2020. – Т. 32, № 1. – Р. 10-19.

20. REE and Th potential from placer deposits: a reconnaissance study of monazite and xenotime from Jerai pluton, Kedah, Malaysia / F.A. Fauzi et al // Thai Geoscience Journal. – 2021. – Т. 2, № 2. – Р. 43-60.

21. Suwannapura V. The Influence of Rare Earth Elements on Thermal Infrared Spectra of Monazite: University of Twente, 2024.

22. Singer D.A. Long-Term Copper Production to 2100 / D.A. Singer // Mathematical Geosciences. – 2024. – Т. 56, № 4. – Р. 711-722.

23. Phillips N. Formation of gold deposits. – Singapore: Springer, 2022. – Т. 10.

24. A responsible mining approach to the economic modeling of small-scale gold mining / O.M.S. Nico et al // World Development Perspectives. – 2024. – Т. 33. – Р. 100561.

25. Chitadze N. World Natural Resources and Their Impact on the Environmental Conditions of Our Planet / N. Chitadze // Perspectives on Ecological Degradation and Technological Progress. – IGI Global, 2023. – Р. 42-78.

26. Meißner S. The impact of metal mining on global water stress and regional carrying capacitiesa GIS-based water impact assessment / S. Meißner // Resources. – 2021. – Т. 10, № 12. – Р. 120.

27. Global carbon dioxide removal potential of waste materials from metal and diamond mining / L.A. Bullock et al // Frontiers in Climate. – 2021. – Т. 3. – Р. 694175.

28. Yıldız T.D. How can the state rights be calculated by considering a high share of state right in mining operating costs in Turkey? / T.D. Yıldız // Resources Policy. – 2022. – Т. 75. – Р. 102509.

29. The implication of thorium fraction on neutronic parameters of pebble bed reactor / Z. Zuhair et al // Kuwait Journal of Science. – 2021. – Т. 48, № 3.

30. The absence of metamictisation in natural monazite / L. Nasdala et al // Scientific reports. – 2020. – Т. 10, № 1. – Р. 14676.

31. Monazite-type SmPO4 as potential nuclear waste form: insights into radiation effects from ionbeam irradiation and atomistic simulations / J.M. Leys et al // Materials. – 2022. – Т. 15, № 10. – Р. 3434.

32. Review of rare-earth phosphate materials for nuclear waste sequestration applications / M.R. Rafiuddin et al // ACS omega. – 2022. – Т. 7, № 44. – Р. 39482-39490.

33. Zglinicki K. Monazite-bearing post processing wastes and their potential economic significance / K. Zglinicki, K. Szamałek, G. Konopka // gospodarkasurowcamimineralnymi. – 2020. – Т. 36.

34. Chemical and mineralogical characterization of Malaysian monazite concentrate / S. Udayakumar et al // Mining, Metallurgy & Exploration. – 2020. – Т. 37. – Р. 415-431.

35. Annan C.A. Mineralogical and geochemical characterisation of monazite placers in the neufchâteau syncline (Belgium). – 2021.

36. Echeverry-Vargas L. Recovery of light rare earth elements, cerium, lanthanum, and neodymium from alluvial gold mining waste from the Bagre-Nechí mining district in Colombia using acid leaching, oxalate precipitation and calcination / L. Echeverry-Vargas, N.R. Rojas-Reyes, L.M. OcampoCarmona // Hydrometallurgy. – 2023. – Т. 216. – Р. 106009.

37. Abaka-Wood G.B. The use of mining tailings as analog of rare earth elements resources: Part 1–characterization and preliminary separation / G.B. Abaka-Wood, J. Addai-Mensah, W. Skinner // Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. – 2022. – Т. 43, № 6. – Р. 701-715.

38. Prayogo D. Identification of Mineral Zircon (ZrSiO4) Rare Earth Metal (REM) As Smart Material for Electric Tactical Motor Bike Battery / D. Prayogo, R. Murniati, C. Likitaporn // International Journal of Applied Mathematics, Sciences, and Technology for National Defense. – 2024. – Т. 2, № 1. – Р. 29-36.

39. Казахстан может стать основным поставщиком тория 28 мая 2014 altaynews.kz https://www.atomic-energy.ru/news/2014/05/28/49202.

40. Россыпи золота Казахстана / X.А. Беспаев и др. // Справочник Алматы, 1999, 228 с.

41. Ермұханбетов Е.Е. Вещественный состав вмещающих пород и коренных руд на месторождении Верхний Иргиз / Е.Е. Ермұханбетов, М.К. Кембаев // труды Сатпаевских чтений «Сатпаевские чтения – 2020» Алматы 2020. С.27-30.

42. Еекрасоба Р.Л. Куларит – аутигенная разновидность монацита / Р.Л. Еекрасоба, Е.Е. Еекрасоб // ДАН. – 1983. – Т. 268. – С. 688-693.

43. О возможности создания редкоземельной отрасли в РК журнале «Промышленность Казахстана», №5, октябрь 2008 г.) Мадали Найманбаев https://proza.ru/2009/02/05/425.