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

От Аттилия до Спартака: 5 знаменитых гладиаторов Древнего Рима От Аттилия до Спартака: 5 знаменитых гладиаторов Древнего Рима

История первых гладиаторских боев корнями уходит еще в III век до нашей эры...

ТехИнсайдер
Как подготовить ребенка к школе для одаренных детей: советы родителям Как подготовить ребенка к школе для одаренных детей: советы родителям

Как отражается на психике ребенка установка быть лучшим во всем?

Psychologies
Смертельно опасный тренд TikTok: почему мужчины бреют ресницы и чем это грозит? Смертельно опасный тренд TikTok: почему мужчины бреют ресницы и чем это грозит?

Для чего человеку нужны ресницы и что будет, если их сбрить?

Inc.
Как энергетики влияют на нас и почему после их употребления наступает упадок сил? Как энергетики влияют на нас и почему после их употребления наступает упадок сил?

Опасны ли энергетики? И что происходит в организме при их употреблении?

ТехИнсайдер
Как выбрать электросамокат и не пожалеть: 10 главных моментов Как выбрать электросамокат и не пожалеть: 10 главных моментов

Аренда самоката — дело недешевое, гораздо выгоднее купить свой. Вопрос — какой?

Maxim
Проиграть — так миллион: 8 лучших фильмов о казино Проиграть — так миллион: 8 лучших фильмов о казино

Как кинематограф в разные годы показывал бытование игроков и игорных заведений

Правила жизни
Когда бы не Елена... Когда бы не Елена...

Место, где Запад встречается с Востоком, а прошлое — с настоящим

Seasons of life
«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
Полусинтетический организм с «лишней» парой оснований в ДНК: как такое вообще возможно? Полусинтетический организм с «лишней» парой оснований в ДНК: как такое вообще возможно?

Продукт генной инженерии оказался способен к воспроизводству

ТехИнсайдер
«Зеленый роутер»: ученые из Москвы и Тель-Авива раздали Wi-Fi через кактус «Зеленый роутер»: ученые из Москвы и Тель-Авива раздали Wi-Fi через кактус

Новые «зеленые» возможности в области беспроводной связи

Вокруг света
8 загадочных фактов про Тунгусский метеорит 8 загадочных фактов про Тунгусский метеорит

Тунгусский метеорит оставил после себя множество загадок

Maxim
Ресторатор Борис Зарьков: «Дальше очень просто – жизнь продолжается. Вы находитесь “здесь”» Ресторатор Борис Зарьков: «Дальше очень просто – жизнь продолжается. Вы находитесь “здесь”»

Ресторатор Борис Зарьков – пат в шахматах, уход Michelin и «голые короли

СНОБ
Флора Флора

Директор Эрмитажа Михаил Пиотровский — о проекте «Флора» в стенах музея

Собака.ru
7 признаков хорошего доктора 7 признаков хорошего доктора

Как понять, что врач нам подходит

Psychologies
Марина Краснова Марина Краснова

СЕО Вконтакте Марина Краснова — как развивается платформа, которой уже 16 лет?

Собака.ru
Ужас, комедия и драма: как сериал «Очень странные дела» стал феноменом поп-культуры Ужас, комедия и драма: как сериал «Очень странные дела» стал феноменом поп-культуры

Почему миллионы людей сходят с ума от сериала про детей?

Forbes
Как перестроиться на правильное питание Как перестроиться на правильное питание

9 дельных советов, как изменить свой рацион

Лиза
Археолог-любитель нашел второй фрагмент редкого меча эпохи викингов Археолог-любитель нашел второй фрагмент редкого меча эпохи викингов

Археолог-любитель обнаружил фрагмент меча эпохи викингов

N+1
Как брендам выстраивать коммуникацию с клиентом: мнение эксперта Как брендам выстраивать коммуникацию с клиентом: мнение эксперта

Архетипы, нейромаркетинг и инновационные технологии в рекламе

РБК
Ученые предупреждают: вспышки оспы обезьян в Африке надо остановить, пока не поздно Ученые предупреждают: вспышки оспы обезьян в Африке надо остановить, пока не поздно

Оспа обезьян постепенно распространяется в экваториальной Африке

ТехИнсайдер
Оксана Акиньшина Оксана Акиньшина

Актриса Оксана Акиньшина — о ролях и актерско-режиссерском союзе с Козловским

Собака.ru
Что читать летом: 10 новых книг о том, как мы живем сегодня Что читать летом: 10 новых книг о том, как мы живем сегодня

Книги, которые помогут объяснить сегодняшний день или найти в нем свое место

Правила жизни
Материал из корней конняку захватил 13 литров воды из атмосферы Материал из корней конняку захватил 13 литров воды из атмосферы

Материаловеды разработали эффективный сорбент для захвата воды из атмосферы

N+1
«Недостаточно хорош»: как побороть сомнения в себе «Недостаточно хорош»: как побороть сомнения в себе

Как повысить самооценку

Psychologies
Франц Кафка — гений, уверенный в собственном крахе Франц Кафка — гений, уверенный в собственном крахе

3июня 1924 года в санатории под Веной умер Франц Кафка

Правила жизни
Синдром спасателя: как стремление помочь всем и каждому приводит к саморазрушению Синдром спасателя: как стремление помочь всем и каждому приводит к саморазрушению

Почему быть спасателем не всегда хорошая идея

Forbes
И кому ж такая достанется? Самые богатые и незамужние наследницы мира И кому ж такая достанется? Самые богатые и незамужние наследницы мира

Знакомим вас с самыми завидными невестами России и мира

VOICE
Праздник от нас уходит. Вспоминаем историю Coca-Cola, свернувшую бизнес в России Праздник от нас уходит. Вспоминаем историю Coca-Cola, свернувшую бизнес в России

Почему Coca-Cola стала символом свободы и прогресса

Inc.
Это все неправда! 5 главных стереотипов о женщинах, не имеющих отношения к реальности (ну, почти) Это все неправда! 5 главных стереотипов о женщинах, не имеющих отношения к реальности (ну, почти)

Пришло время развенчать главные стереотипы о женщинах

VOICE
Зверь из Хвасона: почему самый опасный маньяк Южной Кореи избежал наказания Зверь из Хвасона: почему самый опасный маньяк Южной Кореи избежал наказания

Иногда преступникам удается уйти от правосудия очень странными путями

VOICE
Открыть в приложении