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 можно укрепить колени, уменьшить их скованность и ломоту с возрастом Как можно укрепить колени, уменьшить их скованность и ломоту с возрастом

Атрофия особенно сильно сказывается на коленях. Почему?

ТехИнсайдер
Подводные пирамиды и статуи «рептилоидов»: 20 самых загадочных объектов мира Подводные пирамиды и статуи «рептилоидов»: 20 самых загадочных объектов мира

Древний булыжник удивляет нас больше, чем компьютер размером в полладони

Вокруг света
5 сверхспособностей, которые станут доступны людям уже через 5 лет по версии футурологов 5 сверхспособностей, которые станут доступны людям уже через 5 лет по версии футурологов

Какие «суперспособности» станут реальностью уже к 2030 году — и какой ценой?

Maxim
Загадки космоса, на которые никто не знает ответа Загадки космоса, на которые никто не знает ответа

Что произойдет с человеком внутри черной дыры? Существуют ли инопланетяне?

Maxim
Как замедлить процесс старения, или почему вам не нужно “трястись над здоровьем” Как замедлить процесс старения, или почему вам не нужно “трястись над здоровьем”

Возможно, чтобы жить дольше, нашему организму нужно больше стресса!

ТехИнсайдер
«Живописец душ» Фальконеса: гимн Барселоне XX века и летопись человеческих страстей «Живописец душ» Фальконеса: гимн Барселоне XX века и летопись человеческих страстей

Отрывок из романа Ильдефонсо Фальконеса «Живописец душ»

Forbes
История одной вещи: железный конструктор, заменявший советским детям Lego История одной вещи: железный конструктор, заменявший советским детям Lego

История железного конструктора, который до сих пор вызывает приятную ностальгию

Правила жизни
$1 тысяча за отпуск и принудительные выходные. Как бороться с выгоранием сотрудников в кризис $1 тысяча за отпуск и принудительные выходные. Как бороться с выгоранием сотрудников в кризис

Как сохранить баланс между эффективностью и ментальным здоровьем сотрудников

Inc.
Не всегда полезны для здоровья: 7 самых травмоопасных видов спорта Не всегда полезны для здоровья: 7 самых травмоопасных видов спорта

Выбирая вид спорта по душе, стоит помнить о возможных рисках

Вокруг света
Как нужно питаться до и после тренировки: практические советы Как нужно питаться до и после тренировки: практические советы

Правильное питание поможет быстрее восстанавливаться после тренировок

ТехИнсайдер
Как распознать социопата: 6 признаков Как распознать социопата: 6 признаков

Они выглядят абсолютно так же, как и мы, ведут себя точно так же, как остальные

Psychologies
Белые медведи с юго-востока Гренландии из-за нехватки морского льда перешли на пресный Белые медведи с юго-востока Гренландии из-за нехватки морского льда перешли на пресный

Как белые медведи приспосабливаются к глобальному потеплению?

N+1
Как определить, что ребенок созрел для лагеря? 10 основных ошибок родителей Как определить, что ребенок созрел для лагеря? 10 основных ошибок родителей

Дети взрослеют, и перед родителями встает множество вопросов

Psychologies
Сенегальские косы: трендовая прическа для лета, которую можно носить больше месяца — не расплетая! Сенегальские косы: трендовая прическа для лета, которую можно носить больше месяца — не расплетая!

Афропрически не думают покидать летние тренды

VOICE
Разделяй и властвуй: делим дачный участок на зоны труда и отдыха Разделяй и властвуй: делим дачный участок на зоны труда и отдыха

Дача — это возможность отдохнуть от городской жизни

Караван историй
Математик — о том, зачем идти в науку и как себя вести молодому ученому Математик — о том, зачем идти в науку и как себя вести молодому ученому

Почему наука — это потребность, а не вопрос выбора

РБК
Из Китая с любовью: 10 популярных новинок китайского автопрома в 2022 году Из Китая с любовью: 10 популярных новинок китайского автопрома в 2022 году

Кроссоверы, на которые стоит обратить внимание

ТехИнсайдер
Бродячих кошек уличили в охоте на вымирающих сумчатых мышей с острова Кенгуру Бродячих кошек уличили в охоте на вымирающих сумчатых мышей с острова Кенгуру

Сумчатые мыши Айткена рискуют вымереть из-за бродячих кошек

N+1
Сергей Филонович: «Живем как в песне — скорей бы утро, и снова на работу» Сергей Филонович: «Живем как в песне — скорей бы утро, и снова на работу»

Почему избыточный трудоголизм грозит выгоранием сотрудникам и руководителям?

РБК
Как Мэри Куант переодела женщин в мини-юбки, ставшие символом молодости и свободы Как Мэри Куант переодела женщин в мини-юбки, ставшие символом молодости и свободы

Мэри Куант и «молодежное землетрясение»

Forbes
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
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.
Породы-вундеркинды Породы-вундеркинды

Кто в списке самых умных собак

Лиза
Физики создали тороидальный вихрь света Физики создали тороидальный вихрь света

Физики согнули закрученный в трубку свет в вихревое кольцо

N+1
Декор для ленивых Декор для ленивых

3 способа преобразить дом с помощью деталей

Лиза
Как выглядит и живет девушка с бюстом размера K Как выглядит и живет девушка с бюстом размера K

Многие девушки мечтают о большой груди, но жить с ней не так-то просто

VOICE
«Вкус детства»: история «той самой» советской сгущёнки «Вкус детства»: история «той самой» советской сгущёнки

Когда появилась, какой была и стала «та самая» сгущёнка

Вокруг света
Бегунок Бегунок

Кирилл сбегал из детского дома в жару и лютый мороз

СНОБ
Эффект бабочки: чешуекрылые подсказали ученым, как создать сверхматериал для звукоизоляции Эффект бабочки: чешуекрылые подсказали ученым, как создать сверхматериал для звукоизоляции

Природа уже изобрела сверхматериалы до нас

Вокруг света
Флора Флора

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

Собака.ru
Открыть в приложении