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

Литературное путешествие: 5 книг, где действие разворачивается в необычных локациях Литературное путешествие: 5 книг, где действие разворачивается в необычных локациях

Литературный тур по экзотическим странам: от Османской империи до вечных льдов

ТехИнсайдер
Мифы о пиве, в которые все верят Мифы о пиве, в которые все верят

Заблуждения о пиве — это скверно, но не опасно

Maxim
11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
Как звездам дают имена, и почему у них бывает несколько названий Как звездам дают имена, и почему у них бывает несколько названий

Ведь не у всех звезд есть имена… или нет?

ТехИнсайдер
«Я испытала стресс!»: звезда сериала «Воронины» рассказала, как потеряла дочь в Турции «Я испытала стресс!»: звезда сериала «Воронины» рассказала, как потеряла дочь в Турции

Екатерина Волкова рассказала о воспитании своей дочери

VOICE
Что делать, если вы случайно прикоснулись к борщевику? 5 вопросов о токсичном растении Что делать, если вы случайно прикоснулись к борщевику? 5 вопросов о токсичном растении

Как бороться с борщевиком на даче и может ли растение быть полезным

ТехИнсайдер
Manicure Vampire Manicure Vampire

Ксения Черемнова и Дима Вишнеев придумали кастом-бренд Manicure Vampire

Собака.ru
Отец-тиран, безжалостный бизнесмен, растратчик: кем был медиамагнат Роберт Максвелл Отец-тиран, безжалостный бизнесмен, растратчик: кем был медиамагнат Роберт Максвелл

Вспоминаем историю медиамагната Роберта Максвелла

Forbes
Круглоголовки отказались раскрывать «уши» перед сородичами Круглоголовки отказались раскрывать «уши» перед сородичами

Пустынные ящерицы ушастые круглоголовки в случае опасности пугают хищников

N+1
Еда монахов и солдат: 6 неизвестных фактов о гречневой крупе Еда монахов и солдат: 6 неизвестных фактов о гречневой крупе

За что в России полюбили гречку и чем она полезна

Вокруг света
К вам санитары, мистер Андерсон К вам санитары, мистер Андерсон

Писатель Александр Цыпкин о наших цифровых аватарах

СНОБ
Неудобные вопросы гинекологу Неудобные вопросы гинекологу

Самые распространенные проблемы, которые волнуют женщин

Лиза
Шантаж и долговая кабала: как Рембрандт отстаивал свою финансовую независимость Шантаж и долговая кабала: как Рембрандт отстаивал свою финансовую независимость

Отрывок из книги «Предприятие Рембрандта. Мастерская и рынок»

Forbes
Что такое упрощенные машины, и какие из них первыми появятся на дорогах Что такое упрощенные машины, и какие из них первыми появятся на дорогах

Зачем нужен возврат к прежним стандартам производства автомобилей?

РБК
Счастливы 85% пассажиров: назван оптимальный день недели для полета Счастливы 85% пассажиров: назван оптимальный день недели для полета

Финская компания провела необычное исследование

Вокруг света
«Цифры не лгут»: как ограничение абортов вредит экономике и отбрасывает нас в прошлое «Цифры не лгут»: как ограничение абортов вредит экономике и отбрасывает нас в прошлое

Как контроль над репродуктивным здоровьем связан с экономикой?

Forbes
Как отношение к еде показывает отношение к сексу? Как отношение к еде показывает отношение к сексу?

Еда и секс — разные, но жизненно важные физиологические потребности

Psychologies
Захватывающая история изобретения и эволюции женских стрингов (с картинками) Захватывающая история изобретения и эволюции женских стрингов (с картинками)

Этот предмет женского гардероба вызывал столько мужских эмоций!

Maxim
Кто такие зомби Кто такие зомби

Эволюция от послушных рабов к агрессивной нежити

Вокруг света
Спасти Рембрандта за € 3 млн: как восстанавливают картины после нападения вандалов Спасти Рембрандта за € 3 млн: как восстанавливают картины после нападения вандалов

Вспоминаем случаи музейного вандализма

Forbes
Какие нарушения в организме влияют на кожу лица Какие нарушения в организме влияют на кожу лица

Глаза — зеркало души, а кожа лица — зеркало всего организма

Psychologies
Чувствуют агрессию: выявлена способность животных распознавать эмоции людей Чувствуют агрессию: выявлена способность животных распознавать эмоции людей

Лошади и свиньи оказались куда более проницательны, чем считалось раньше

Вокруг света
Что с нами происходит, когда мы ссоримся? Что с нами происходит, когда мы ссоримся?

Почему некоторые пары постоянно ссорятся?

Psychologies
«Никогда не делайте этого для мужчин»: советы онлайн-тренингов комментирует психолог «Никогда не делайте этого для мужчин»: советы онлайн-тренингов комментирует психолог

Что ни при каких обстоятельствах нельзя позволять мужчине?

Psychologies
Это ящерица или фарш на ножках? 5 фактов об удивительном красном тегу из Аргентины Это ящерица или фарш на ножках? 5 фактов об удивительном красном тегу из Аргентины

Что едят и как живут экзотические красные ящерицы

Вокруг света
В Татрах обнаружили лагерь палеолитических охотников-собирателей В Татрах обнаружили лагерь палеолитических охотников-собирателей

Археологи обнаружили в Татрах лагерь палеолитических охотников-собирателей

N+1
Игорь Романов: «Есть песни модные, есть вечные. Наш материал – он вечный» Игорь Романов: «Есть песни модные, есть вечные. Наш материал – он вечный»

Что это такое – быть секс-символом всея СССР и можно ли войти в эту реку снова

Лиза
Как первая леди Бетти Форд боролась с сексизмом, стигматизацией рака и алкоголизмом Как первая леди Бетти Форд боролась с сексизмом, стигматизацией рака и алкоголизмом

Рассказываем о судьбе женщины, которая поменяла правила игры в Белом доме

Forbes
Как правильно начать день, чтобы не сильно устать к вечеру: 8 важных советов Как правильно начать день, чтобы не сильно устать к вечеру: 8 важных советов

Как повысить продуктивность с самого утра?

Psychologies
Как формируются привычки и почему с возрастом сложно переучиваться? Как формируются привычки и почему с возрастом сложно переучиваться?

Как формируются привычки, можно ли ими управлять

СНОБ
Открыть в приложении