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

Первый звонок, линейка, букеты цветов: почему учебный год начинается именно 1 сентября Первый звонок, линейка, букеты цветов: почему учебный год начинается именно 1 сентября

Почему именно 1 сентября отмечается День знаний в России и странах бывшего СССР

ТехИнсайдер
Мировой кубок Мировой кубок

Как создали чемпионат мира по футболу

Вокруг света
Как быстро возбудить девушку: 12 способов (гид, который стоит держать под рукой) Как быстро возбудить девушку: 12 способов (гид, который стоит держать под рукой)

Не знаете, как быстро возбудить девушку до предела? Вы по адресу!

Playboy
Зачем насекомым хоботки? Зачем насекомым хоботки?

Насекомые приспособлены к условиям обитания лучше большинства других животных

Наука и жизнь
Молот для суперконтинента Молот для суперконтинента

Почему суперконтитент Пангея каждый раз раскалывался?

Наука
Древних людей из Леванта заподозрили в использовании огня около миллиона лет назад Древних людей из Леванта заподозрили в использовании огня около миллиона лет назад

Ученые повторно исследовали материалы с ашельского памятника Еврон

N+1
Как Максим Как Максим

После событий в Беслане фотография "Русского танка" обошла весь мир

ТехИнсайдер
Любовь пройдет, искусство тщетно: «Ускользающая красота» выходит в повторный прокат Любовь пройдет, искусство тщетно: «Ускользающая красота» выходит в повторный прокат

Почему фильм «Ускользающая красота» Бернардо Бертолуччи стал настоящей классикой

Forbes
Зоологи не нашли различий в средней скорости старения холоднокровных и теплокровных тетрапод Зоологи не нашли различий в средней скорости старения холоднокровных и теплокровных тетрапод

Одни виды амфибий и рептилий стареют медленнее, чем птицы и млекопитающие

N+1
«И доктор не нужен»: ученые выяснили, какой фрукт надо есть диабетикам каждый день «И доктор не нужен»: ученые выяснили, какой фрукт надо есть диабетикам каждый день

Этот фрукт значительно снижает уровень сахара в крови

Вокруг света
И стала Россия империей… И стала Россия империей…

Итогом Северной войны стало перерождение России в империю

Дилетант
Виноваты гаджеты: 5 способов остановить появление второго подбородка Виноваты гаджеты: 5 способов остановить появление второго подбородка

Какая связь между появлением второго подбородка и увлечением гаджетами?

VOICE
Спаржа, свекла и другие овощи, которые плохо усваиваются в сыром виде Спаржа, свекла и другие овощи, которые плохо усваиваются в сыром виде

Эти продукты лучше пожарить или потушить, чтобы не навредить здоровью

Лиза
Человек момента: как Геннадий Бурбулис изменил историю России Человек момента: как Геннадий Бурбулис изменил историю России

Геннадий Бурбулис был гением политической интуиции

Forbes
10AGE 10AGE

Рэпер 10AGE взрывает чарты каждым новым треком и сам режиссирует свои клипы

Собака.ru
«Не будут больше надо мной смеяться у твоего подъезда пацаны»: краткая история Юры Шатунова и «Ласкового мая» «Не будут больше надо мной смеяться у твоего подъезда пацаны»: краткая история Юры Шатунова и «Ласкового мая»

Вспоминаем историю Юры Шатунова и делимся архивными фотографиями

Правила жизни
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
Нужен ли вам мозг на самом деле? Нужен ли вам мозг на самом деле?

«Кора головного мозга отвечает за гораздо меньшее, чем думают большинство людей»

Вокруг света
Как справиться с гневом: 6 способов людей с высоким эмоциональным интеллектом Как справиться с гневом: 6 способов людей с высоким эмоциональным интеллектом

Как высокий эмоциональный интеллект спасает нас в конфликтных ситуациях?

Psychologies
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
Ботаники описали первое хищное растение с подземными ловчими кувшинчиками Ботаники описали первое хищное растение с подземными ловчими кувшинчиками

Непентес стыдливый — первое известное хищное растение с подземными кувшинчиками

N+1
Круглоголовки отказались раскрывать «уши» перед сородичами Круглоголовки отказались раскрывать «уши» перед сородичами

Пустынные ящерицы ушастые круглоголовки в случае опасности пугают хищников

N+1
Вы расстались: как улучшить сценарий будущих отношений? Вы расстались: как улучшить сценарий будущих отношений?

Как не попасть в капкан повторяющегося сценария отношений

Psychologies
Валерия: Валерия:

Валерия откровенно рассказывает о своей жизни

Коллекция. Караван историй
Как распознать тирана в отношениях: как они ведут себя в семье Как распознать тирана в отношениях: как они ведут себя в семье

Психолог назвала признаки домашнего тирана и рассказала, как избежать опасности

Psychologies
5 языков любви: за каждым могут скрываться проблемы и недостатки 5 языков любви: за каждым могут скрываться проблемы и недостатки

Темная сторона языков любви

Psychologies
Умер Пьер Нарцисс: личная жизнь и громкие скандалы Умер Пьер Нарцисс: личная жизнь и громкие скандалы

Рассказываем, какой была жизнь исполнителя хита "Шоколадный заяц"

VOICE
Что такое параллельный импорт и как он работает? Что такое параллельный импорт и как он работает?

Что такое параллельный импорт, в чем его плюсы и минусы?

Правила жизни
Жираф и манна небесная Жираф и манна небесная

Интрига этой картины связана с одним из центральных персонажей полотна — жирафом

Дилетант
Белка и Стрелка отправились на орбиту не одни: 5 фактов об удивительном полете животных в космос Белка и Стрелка отправились на орбиту не одни: 5 фактов об удивительном полете животных в космос

Все секреты легендарного полета Белки и Стрелки

ТехИнсайдер
Открыть в приложении