Торий может спасти человечество от энергетического кризиса

ТехИнсайдер

Может ли торий спасти Землю от энергетического кризиса?

Элемент, названный в честь одного из главных скандинавских богов, может спасти человечество от энергетического кризиса, который поджидает нас в ближайшем будущем.

Дмитрий Мамонтов

В 1815 году знаменитый шведский химик Йенс Якоб Берцелиус заявил об открытии нового элемента, который он назвал торием в честь Тора, бога-громовержца и сына верховного скандинавского бога Одина. Однако в 1825 году обнаружилось, что открытие это было ошибкой. Тем не менее название пригодилось — его Берцелиус дал новому элементу, который он обнаружил в 1828 году в одном из норвежских минералов (сейчас этот минерал называется торит). Этому элементу, возможно, предстоит большое будущее, где он сможет сыграть в атомной энергетике роль, не уступающую по важности главному ядерному топливу — урану.

Плюсы и минусы + Тория на Земле в несколько раз больше, чем урана + Не нужно разделять изотопы + Радиоактивное заражение при добыче тория существенно меньше (за счет более короткоживущего радона) + Можно использовать уже существующие тепловые реакторы + Торий имеет лучшие термомеханические свойства, чем уран + Торий менее токсичен, чем уран + При использовании тория не образуются минорные актиниды (долгоживущие радиоактивные изотопы) – В процессе облучения тория образуются гамма-излучающие изотопы, что создает трудности при переработке топлива

Дальние родственники бомбы

Атомная энергетика, на которую сейчас возлагается столько надежд, — это побочная ветвь военных программ, основными целями которых было создание атомного оружия (а чуть позднее реакторов для подводных лодок). В качестве ядерного материала для изготовления бомб можно было выбрать из трех возможных вариантов: уран-235, плутоний-239 или уран-233.

8b05fd0ab7f9d66b536468085f5f9594.jpg
Так выглядит ториевый ядерный цикл, иллюстрирующий превращение тория в высокоэффективное ядерное топливо – уран-233.

Уран-235 содержится в природном уране в очень небольшом количестве — всего 0,7% (остальные 99,3% составляет изотоп 238), и его нужно выделить, а это дорогостоящий и сложный процесс. Плутоний-239 не существует в природе, его нужно нарабатывать, облучая нейтронами уран-238 в реакторе, а затем выделяя его из облученного урана. Таким же образом можно получать уран-233 путем облучения нейтронами тория-232.

4a58480cafb2430d6f475afce99f97c0.jpg
Идеальная экосистема. В 1960-х планировалось замкнуть ядерный цикл по урану и плутонию с использованием примерно 50% АЭС на тепловых реакторах и 50% на быстрых. Но разработка быстрых реакторов вызвала трудности, так что в настоящее время эксплуатируется лишь один такой реактор — БН-600 на Белоярской АЭС (и построен еще один — БН-800). Поэтому сбалансированную систему можно создать из ториевых тепловых реакторов и примерно 10% быстрых реакторов, которые будут восполнять недостающее топливо для тепловых.

Первые два способа в 1940-х годах были реализованы, а вот с третьим физики решили не возиться. Дело в том, что в процессе облучения тория-232 помимо полезного урана-233 образуется еще и вредная примесь — уран-232 с периодом полураспада в 74 года, цепочка распадов которого приводит к появлению таллия-208. Этот изотоп излучает высокоэнергетичные (жесткие) гамма-кванты, для защиты от которых требуются толстенные свинцовые плиты. Кроме того, жесткое гамма-излучение выводит из строя управляющие электронные цепи, без которых невозможно обойтись в конструкции оружия.

Ториевый цикл

Тем не менее о тории не совсем забыли. Еще в 1940-х годах Энрико Ферми предложил нарабатывать плутоний в реакторах на быстрых нейтронах (это более эффективно, чем на тепловых), что привело к созданию реакторов EBR-1 и EBR-2. В этих реакторах уран-235 или плутоний-239 являются источником нейтронов, превращающих уран-238 в плутоний-239. При этом плутония может образовываться больше, чем «сжигается» (в 1,3−1,4 раза), поэтому такие реакторы называются «размножителями».

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Синдром беспокойных гениталий и алкаптонурия: 6 загадочный болезней, о которых вы могли даже не слышать Синдром беспокойных гениталий и алкаптонурия: 6 загадочный болезней, о которых вы могли даже не слышать

Какие удивительные диагнозы порой ставят людям?

ТехИнсайдер
Виновата ли я? Виновата ли я?

Почему мы чувствуем вину и стыд, даже когда вроде как не сделали ничего плохого?

Новый очаг
Почему женщины бегают к тарологам в 30, а мужчины верят в теории заговора после 50 лет Почему женщины бегают к тарологам в 30, а мужчины верят в теории заговора после 50 лет

Почему женщины склонны впадать в эзотерику в молодом возрасте, а мужчины в 50

Psychologies
Одна из худших машин в мире: история автомобиля Yugo Одна из худших машин в мире: история автомобиля Yugo

«Юго — это ненадолго» — шутят белградские автомобилисты

Вокруг света
«Роль самого благородного человека на свете». Отрывок из книги о Киану Ривзе «Роль самого благородного человека на свете». Отрывок из книги о Киану Ривзе

Отрывок из книги-исследования о феномене актера Киану Ривза

СНОБ
Посмотреть 22 июня 2022 года: 5 фильмов о фашизме, снятых по реальным событиям Посмотреть 22 июня 2022 года: 5 фильмов о фашизме, снятых по реальным событиям

Сильные и глубокие фильмы о фашизме

Psychologies
Как возобновить отношения с бывшим партнером (и стоит ли)? Как возобновить отношения с бывшим партнером (и стоит ли)?

Стоит ли пытаться вернуть бывшего партнера?

Psychologies
Как не нервничать на собеседовании Как не нервничать на собеседовании

Как справиться с волнением на собеседование и вернуть себе контроль?

Maxim
Как братья-миллиардеры превратили стартап Stripe в «единорога» стоимостью $95 млрд Как братья-миллиардеры превратили стартап Stripe в «единорога» стоимостью $95 млрд

Братья-миллиардеры превратили Stripe в один из самых прибыльных стартапов

Forbes
У одного из крупнейших золотодобытчиков России большие проблемы: что делать инвестору У одного из крупнейших золотодобытчиков России большие проблемы: что делать инвестору

Что будет с золотодобытчиком Petropavlovsk и что делать инвесторам?

Forbes
Орхан Памук в пяти с половиной книгах Орхан Памук в пяти с половиной книгах

Шесть показательных произведений Орхана Памука

Правила жизни
Фитнес есть, а результата нет Фитнес есть, а результата нет

Тренировки «не работают». Почему?

Лиза
Вишенка против краба Вишенка против краба

История борьбы с нейробластомой

СНОБ
Самые надежные двигатели современных автомобилей Самые надежные двигатели современных автомобилей

Существует ли надежный автомобиль, который точно не подведет?

Maxim
Как сформировать новые полезные привычки? Как сформировать новые полезные привычки?

Как формируются привычки и почему с возрастом нам все сложнее переучиваться?

СНОБ
5 фантастических книжных новинок, которые стоит прочесть этим летом 5 фантастических книжных новинок, которые стоит прочесть этим летом

Миры, созданные писателями, рано или поздно становятся реальностью

ТехИнсайдер
Спорт — только на пользу: 9 правил тренировок Спорт — только на пользу: 9 правил тренировок

Как не нанести вред организму активными тренировками

Лиза
ИИ массового поражения: Генри Киссинджер и Эрик Шмидт об угрозах кибервойны ИИ массового поражения: Генри Киссинджер и Эрик Шмидт об угрозах кибервойны

Искусственный интеллект на службе политиков

Forbes
Охотница на королей: как Диана де Пуатье завладела сердцем французского монарха Охотница на королей: как Диана де Пуатье завладела сердцем французского монарха

Диана де Пуатье почти тринадцать лет была некоронованной королевой Франции

Вокруг света
На природе и в огороде На природе и в огороде

Как научиться замечать и использовать на кухне то, что растет под ногами

Новый очаг
8 добрых советов как взять от лета все! 8 добрых советов как взять от лета все!

Попробуй не упустить ни одного теплого дня, ни солнечного настроения

Лиза
Облико морале: 6 громких судебных процессов с участием знаменитостей за последние 30 лет Облико морале: 6 громких судебных процессов с участием знаменитостей за последние 30 лет

Самые громкие дела с участием знаменитостей за последние 30 лет

Правила жизни
Чтение выходного дня: фрагмент детской и крайне познавательной книги о мигрантах Чтение выходного дня: фрагмент детской и крайне познавательной книги о мигрантах

Книга для детей рассказывает истории мигрантов в художественной форме

Правила жизни
Оранжевая луна Сатурна Оранжевая луна Сатурна

Мир, где оранжевый туман размывает очертания смуглых гор цвета горького шоколада

Наука и жизнь
Бейонсе выбыла, Шарапова вернулась: самые богатые self-made женщины США моложе 40 лет Бейонсе выбыла, Шарапова вернулась: самые богатые self-made женщины США моложе 40 лет

Cписок самых богатых self-made-американок

Forbes
Самые любопытные эротические традиции на день летнего солнцестояния Самые любопытные эротические традиции на день летнего солнцестояния

Как северные народы отмечали самую короткую ночь в году?

Maxim
Из Зорро - в пенсионера: новые фото Антонио Бандераса разбили сердце поклонницам по всему миру. Узнаёшь красавца? Из Зорро - в пенсионера: новые фото Антонио Бандераса разбили сердце поклонницам по всему миру. Узнаёшь красавца?

Невозможно смотреть свежие фото Антонио Бандераса!

VOICE
Шахматная доска на полу и стене Шахматная доска на полу и стене

На какие дизайнерские приемы стоит обратить внимание, если ты затеяла ремонт

Лиза
Навыки выживания: что делать, если вы заблудились в лесу Навыки выживания: что делать, если вы заблудились в лесу

Советы эксперта, которые могут спасти вам жизнь

Вокруг света
«Полный бред! Скептицизм в мире больших данных». Как относиться к получаемой информации критически «Полный бред! Скептицизм в мире больших данных». Как относиться к получаемой информации критически

Отрывок из книги «Полный бред! Скептицизм в мире больших данных»

N+1
Открыть в приложении