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

Криптовалюты. Поколение второе Криптовалюты. Поколение второе

От «цифрового золота» к полноценным деньгам

Популярная механика
Чужак в спальне и другие моменты из жизни Елизаветы II, за которые ей стыдно Чужак в спальне и другие моменты из жизни Елизаветы II, за которые ей стыдно

Неловкие ситуации случались даже с Елизаветой II

Cosmopolitan
Где лечиться? Где лечиться?

В какую поликлинику идти – государственную или частную

Домашний Очаг
От Джулии Робертс до Пинк: звезды, реальный возраст которых выдает нос От Джулии Робертс до Пинк: звезды, реальный возраст которых выдает нос

Ты удивишься, но на самом деле нос тоже стареет и меняет форму

Cosmopolitan
Что советское противотанковое ружье могло пробить Что советское противотанковое ружье могло пробить

Как об стенку горох?

Maxim
Русская народная нечисть: все, что нужно знать о чертях, леших и русалках человеку XXI века Русская народная нечисть: все, что нужно знать о чертях, леших и русалках человеку XXI века

Традиционные мистические сущности русского фольклора

Maxim
Внутри мозга: 5 заблуждений, опровергнутых наукой Внутри мозга: 5 заблуждений, опровергнутых наукой

Человеческий мозг окружен множеством мифов, есть ли среди них правдивые?

Популярная механика
Секса.net Секса.net

5 ситуаций, доказывающих, что дружба между мужчиной и женщиной существует

Лиза
Верная примета Верная примета

Стоит ли верить и слепо следовать приметам? Давай разберемся

Лиза
10 важных устройств 2021 года 10 важных устройств 2021 года

2021 год в гаджетах: роботы-курьеры, планшеты, маячки, наушники

VC.RU
Психолог назвал 3 способа произвести хорошее впечатление на новой работе Психолог назвал 3 способа произвести хорошее впечатление на новой работе

Каких стратегий поведения нужно придерживаться в первое время на новой работе?

Inc.
Как зарабатывать состояния во время войн и мировых кризисов: советы гуру инвестиций Как зарабатывать состояния во время войн и мировых кризисов: советы гуру инвестиций

Отрывок из книги «История инвестиционных стратегий»

Forbes
10 крупнейших катаклизмов в истории Земли 10 крупнейших катаклизмов в истории Земли

Самые наглядные примеры катаклизмов прошлого и настоящего.

Популярная механика
Чужой среди своих: самый полный гид по аутоиммунным заболеваниям Чужой среди своих: самый полный гид по аутоиммунным заболеваниям

Что нужно знать об аутоиммунных заболеваниях и почему они возникают?

Cosmopolitan
Как «самый опасный» криптоанархист угрожает планам Байдена по контролю за оружием Как «самый опасный» криптоанархист угрожает планам Байдена по контролю за оружием

ПО Уилсона способно превратить кусок алюминия в основу для штурмовой винтовки

Forbes
Почему болит левый бок: 14 возможных причин Почему болит левый бок: 14 возможных причин

Причин, по которым может болеть левый бок, довольно много. Вот некоторые из них

Cosmopolitan
5 действенных домашних упражнений для стройных ног и подтянутых ягодиц 5 действенных домашних упражнений для стройных ног и подтянутых ягодиц

Хочешь удивлять всех красивыми ногами?

VOICE
Базовые ценности. Тест-драйв начальной Suzuki Vitara Базовые ценности. Тест-драйв начальной Suzuki Vitara

Suzuki Vitara — незадушенный «атмосферник» и надежный автомат

РБК
Что происходит в Бермудском треугольнике: странные случаи и причины Что происходит в Бермудском треугольнике: странные случаи и причины

Легенды о Бермудском треугольнике ходят еще со времен Колумба

Популярная механика
Пастырь поколения. Михаил Кунин: Отец Александр Мень Пастырь поколения. Михаил Кунин: Отец Александр Мень

Отрывок из книги Михаила Кунина, в которой он создал портрет Александра Меня

СНОБ
Когда нас не станет: 15 лучших фильмов про апокалипсис Когда нас не станет: 15 лучших фильмов про апокалипсис

Фильмы про апокалипсис, которые дадут вам пищу для размышлений

Esquire
Можно ли внедрить человеку искусственные воспоминания: безумные эксперименты Можно ли внедрить человеку искусственные воспоминания: безумные эксперименты

Искусственное внедрение ложных воспоминаний — фантастика или реальность?

Популярная механика
Сколько калорий нужно съедать в день, чтобы похудеть Сколько калорий нужно съедать в день, чтобы похудеть

Сокращение калорий может стать эффективным способом снижения веса

Cosmopolitan
Полупроводниковые кубиты вступили в квантовую гонку Полупроводниковые кубиты вступили в квантовую гонку

Ученые смогли показать возможности квантовых процессоров на полупроводниках

N+1
10 полезных свойств семян льны и советы, как включить их в рацион 10 полезных свойств семян льны и советы, как включить их в рацион

Семена льна — известный суперфуд, популярный у сторонников правильного питания

Cosmopolitan
Как изменить жизнь к лучшему: 10 книг о полезных привычках Как изменить жизнь к лучшему: 10 книг о полезных привычках

Книги, которые помогут улучшить здоровье и качество жизни

РБК
Помощь рядом Помощь рядом

Каждый третий человек хотя бы раз в месяц пользуется виртуальным помощником

GQ
Панамскую лягушку назвали в честь Греты Тунберг Панамскую лягушку назвали в честь Греты Тунберг

Ученые описали новый вид лягушек, обитающий в туманных лесах Панамы

N+1
Полеты на паутине и отстрел зомби: топ-7 игр, наполненных духом Рождества Полеты на паутине и отстрел зомби: топ-7 игр, наполненных духом Рождества

Подборка самых интересных релизов, чтобы ты не скучал на новогодних праздниках

Maxim
Ввязаться в дело Ввязаться в дело

Мужчина, который вяжет, вызывает чувство удивления и умиления

Домашний Очаг
Открыть в приложении