Элемент, названный в честь скандинавского бога, может спасти человечество

Популярная механикаНаука

Торий: спасет ли он планету 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.

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

Мы выбираем друг друга не случайно Мы выбираем друг друга не случайно

Выбор партнера предопределен всем предшествующим ходом нашей жизни

Psychologies
Свежие и классные: новые российские сериалы, которые тебя удивят Свежие и классные: новые российские сериалы, которые тебя удивят

Драма, черная комедия и политическая сатира — классные российские сериалы

Cosmopolitan
Где лечиться? Где лечиться?

В какую поликлинику идти – государственную или частную

Домашний Очаг
Соль земли Соль земли

Полезные ископаемые, в которых отразилась история планеты

Вокруг света
Как бывшая балерина спасла семейный бизнес от убытков и заработала на сухих завтраках миллионы рублей Как бывшая балерина спасла семейный бизнес от убытков и заработала на сухих завтраках миллионы рублей

Как бывшая балерина стала крупным производственником?

Inc.
БИНТИ БИНТИ

Бюро иностранной научно-технической информации

Наука и жизнь
Тонкое искусство пофигизма Тонкое искусство пофигизма

Парадоксальный способ жить счастливо

kiozk originals
Венера Коломенская Венера Коломенская

Как участники добрососедства Коломны спасли местную достопримечательность

Собака.ru
Как запустить командную строку в Windows: 4 простых способа Как запустить командную строку в Windows: 4 простых способа

Как открыть командную строку?

CHIP
Мороженое и экскаватор: детские шалости, которые обошлись родителям слишком дорого Мороженое и экскаватор: детские шалости, которые обошлись родителям слишком дорого

Не оставляйте детей без присмотра!

Playboy
Электросудорожная терапия оказалась эффективнее кетамина в лечении резистентной депрессии Электросудорожная терапия оказалась эффективнее кетамина в лечении резистентной депрессии

Способна ли электросудорожная терапия помочь при лечении депрессии?

N+1
Физики открыли нарушение магического правила для ядер изотопов магния Физики открыли нарушение магического правила для ядер изотопов магния

Обнаруженный новый изотоп оказался очень короткоживущим

N+1
Итаф Рам: «Женщина — не мужчина». Дебютный роман дочери палестинских иммигрантов Итаф Рам: «Женщина — не мужчина». Дебютный роман дочери палестинских иммигрантов

Отрывок из романа Итаф Рам — о женщинах в семьях палестинских иммигрантов

СНОБ
Когда лучше инвестировать в акции Когда лучше инвестировать в акции

Книга «Стоимостное инвестирование в лицах и принципах»

СНОБ
Один город — три судьбы Один город — три судьбы

5 причин посетить Волгоград

Лиза
Новый Audi A3: 5 фактов о младшем седане из Ингольштадта Новый Audi A3: 5 фактов о младшем седане из Ингольштадта

Прежний турбомотор, автомат вместо «робота» — изучаем седан Audi A3

РБК
Дженнифер Лопес Дженнифер Лопес

Ее считают иконой женской и расовой борьбы за равенство и воплощением китча

Psychologies
Неподъемные доспехи и культ прекрасной дамы: правда и вымысел об эпохе рыцарей Неподъемные доспехи и культ прекрасной дамы: правда и вымысел об эпохе рыцарей

Какими были рыцари на самом деле?

Популярная механика
125 лет лампочке Эдисона: изобретение, перевернувшее мир 125 лет лампочке Эдисона: изобретение, перевернувшее мир

Более полутора веков назад изобретатели начали работать над блестящей идеей

Популярная механика
Мы идем искать Мы идем искать

Поиск работы – это тоже работа. Но кто сказал, что нужно делать ее в одиночку?

Cosmopolitan
Вспомнить все: 12 главных сериалов 2021 года — от Мэйр до Теда Вспомнить все: 12 главных сериалов 2021 года — от Мэйр до Теда

Пока год не обзавелся хитами, предлагаем вспомнить проверенные временем проекты

РБК
От Инстасамки до Давы: эти блогеры разбогатели благодаря пластическим операциям От Инстасамки до Давы: эти блогеры разбогатели благодаря пластическим операциям

После череды пластических операций, жизнь этих блогеров изменилась

Cosmopolitan
Скорая праздничная помощь: как избавиться от изжоги и тяжести в животе Скорая праздничная помощь: как избавиться от изжоги и тяжести в животе

Как устранить последствия праздничных перееданий и что делать, чтобы их не было

Cosmopolitan
Мегапиксели не решают: какие характеристики камеры смартфона не менее важны Мегапиксели не решают: какие характеристики камеры смартфона не менее важны

На какие характеристики камеры смартфона стоит обращать внимание

CHIP
Тестируем 280-сильный Skoda Superb — автомобиль, который практически не имеет недостатков Тестируем 280-сильный Skoda Superb — автомобиль, который практически не имеет недостатков

Skoda Superb с 270-сильным мотором практически не имеет недостатков

Maxim
Как сесть на шпагат за новогодние праздники: полный гид для новичков от тренера Как сесть на шпагат за новогодние праздники: полный гид для новичков от тренера

Хочешь начать новый год с пользой для фигуры? Попробуй садиться на шпагат

Cosmopolitan
Самый древний язык, или как разговаривали наши предки Самый древний язык, или как разговаривали наши предки

Когда появился язык? И какой из ныне существующих языков самый древний?

Популярная механика
Роботы в кино: устройства, которые «сыграли» в фильмах Роботы в кино: устройства, которые «сыграли» в фильмах

В каких фильмах использовали настоящих роботов?

Популярная механика
Уникальные люди со сверхспособностями: ошибка природы или альтернативная анатомия Уникальные люди со сверхспособностями: ошибка природы или альтернативная анатомия

Современная наука знает о человеческом организме практически все

Playboy
Возвращение в Хогвартс: чем реюнион «Гарри Поттера» может удивить и расстроить фанатов саги Возвращение в Хогвартс: чем реюнион «Гарри Поттера» может удивить и расстроить фанатов саги

Чем спецэпизод все-таки хорош и почему магия Хогвартса по-прежнему работает

Esquire
Открыть в приложении