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

Как сахар влияет на клеточное старение и разрушает коллаген: данные исследований Как сахар влияет на клеточное старение и разрушает коллаген: данные исследований

Почему сахар провоцирует воспаления клеток?

ТехИнсайдер
Сочетание иммунопрепарата и CAR-T-лимфоцитов сохранило жизнь мышам с онкозаболеваниями Сочетание иммунопрепарата и CAR-T-лимфоцитов сохранило жизнь мышам с онкозаболеваниями

Ученые повысили эффективность терапии CAR-T-лимфоцитами

N+1
Развод и утрата: как справиться с последствиями Развод и утрата: как справиться с последствиями

Как утрата влияет на наше психологическое состояние?

VOICE
Нездешняя рыба Нездешняя рыба

Рыбаки все чаще вытаскивают из российских водоемов диковинных, невиданных рыб

Вокруг света
Иностранные языки и мастерство коммуникации: как и чему училась Клеопатра Иностранные языки и мастерство коммуникации: как и чему училась Клеопатра

Отрывок из книги «Клеопатра: Жизнь. Больше чем биография»

Forbes
Как зарабатывает и на что тратит деньги Лионель Месси? Вы даже не представляете такие суммы Как зарабатывает и на что тратит деньги Лионель Месси? Вы даже не представляете такие суммы

В день рождения футболиста Лионеля Месси изучаем его личное досье

Maxim
Кирилл Рябов Кирилл Рябов

Кирилл Рябов — менестрель петербургской хтони и кумир молодежи

Собака.ru
Хрупкий балтийский берег Хрупкий балтийский берег

Как жители Балтики отвоевывают у моря родные берега

Вокруг света
Чайлдфри: осознать и отстоять Чайлдфри: осознать и отстоять

Чайлдфри: как разобраться в себе или отстоять свою точку зрения без конфликта

Новый очаг
Петров крест, или о полномочиях забвения Петров крест, или о полномочиях забвения

Петров крест — это и есть трава забвения?

Наука и жизнь
Физики смоделировали лавину из фруктов на прилавке Физики смоделировали лавину из фруктов на прилавке

Физики исследовали образование лавин в монослое сфер в наклоненном лотке

N+1
«Ледяная диета»: этот летний тренд из США и Европы поможет скинуть до 20 кг «Ледяная диета»: этот летний тренд из США и Европы поможет скинуть до 20 кг

«Ледяная» система питания стала хитом на Западе, и тому есть причины

VOICE
Астрономы уличили скопление Гиады в сближении с Солнечной системой в прошлом Астрономы уличили скопление Гиады в сближении с Солнечной системой в прошлом

Звездное скопление Гиады миллион лет назад было в два раза ближе к Солнцу

N+1
Когда школа превращается в тюрьму: в прокат выходит бельгийская драма «Невидимый мир» Когда школа превращается в тюрьму: в прокат выходит бельгийская драма «Невидимый мир»

Лаура Вандель впервые показывает школьный буллинг глазами совсем маленьких детей

Forbes
Жигулевские выходные Жигулевские выходные

Что предложить своим гостям Самарская область?

РБК
Яйцо, черепашка и мальчик: о чем рассказывают смерти в помпейских банях Яйцо, черепашка и мальчик: о чем рассказывают смерти в помпейских банях

В Археологическом парке Помпей новая замечательная находка

N+1
Страшное нaпадение акул 1916 года, по которому сняли «Челюсти»: вот почему мы боимся акул Страшное нaпадение акул 1916 года, по которому сняли «Челюсти»: вот почему мы боимся акул

Страх перед акулами: откуда он появился?

ТехИнсайдер
Ученые создали новый ценный материал — графин. Рассказываем, чем он уникален Ученые создали новый ценный материал — графин. Рассказываем, чем он уникален

Чем уникален графин и почему на его создание ушли десятилетия?

Вокруг света
Вся правда о «марафонах желаний»: почему люди до сих пор в это верят? Вся правда о «марафонах желаний»: почему люди до сих пор в это верят?

Куда ни кинь взгляд в Сети - обязательно наткнешься на очередного гуру

VOICE
Просто растворились: ученые выяснили, почему исчезли следы древних людей в Денисовой пещере Просто растворились: ученые выяснили, почему исчезли следы древних людей в Денисовой пещере

Летучие мыши причастны к исчезновению следов древних людей

Вокруг света
Сердце без насечек: история женщины с патологическим чувством одиночества Сердце без насечек: история женщины с патологическим чувством одиночества

Отрывок из книги «Группа» — о том, как групповая терапия может спасти жизнь

Forbes
«Что у вас за план, мистер Фикс?» Почему в СССР сократили мультфильм «80 дней вокруг света» «Что у вас за план, мистер Фикс?» Почему в СССР сократили мультфильм «80 дней вокруг света»

От 16 серий мультфильма «80 дней вокруг света» оставили лишь 11. Но почему?

VOICE
Неделя с пользой: 25 увлекательных книг, которые можно почитать в перерывах между работой и отдыхом Неделя с пользой: 25 увлекательных книг, которые можно почитать в перерывах между работой и отдыхом

25 интересных книг на любой вкус, которые затягивают с первых страниц

Правила жизни
Взломать культурный код: как россиянам лучше адаптироваться в международной среде Взломать культурный код: как россиянам лучше адаптироваться в международной среде

Татьяна Сельская рассказывает, как ускорить адаптацию в международной среде

Forbes
«Дамате» пересядет на собственные яйца «Дамате» пересядет на собственные яйца

Компания «Дамате» строит племрепродуктор второго порядка для индейки

Агроинвестор
Микротоки для лица: что это, эффект от процедуры и противопоказания Микротоки для лица: что это, эффект от процедуры и противопоказания

Вместе с дерматологом и косметологом рассказываем, что нужно знать о микротоках

РБК
Уют французской глубинки: как превратить свой дачный участок в сад в стиле прованс Уют французской глубинки: как превратить свой дачный участок в сад в стиле прованс

Путешествуем вокруг света, не покидая приусадебного участка

Вокруг света
Английские бульдоги столкнулись с болезнями в два раза чаще остальных собак Английские бульдоги столкнулись с болезнями в два раза чаще остальных собак

Внешность английских бульдогов повышает риск болезней кожи и дыхательных путей

N+1
Беглянка с мольбертом: Элизабет Виже-Лебрен, любимая художница европейских аристократов Беглянка с мольбертом: Элизабет Виже-Лебрен, любимая художница европейских аристократов

Элизабет Виже-Лебрен писала парадные портреты европейских монарших особ

Вокруг света
Повышенная чувствительность зубов Повышенная чувствительность зубов

Гиперестезия – повышенная чувствительность зубов. С ней можно бороться

Здоровье
Открыть в приложении