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

Где лечиться? Где лечиться?

В какую поликлинику идти – государственную или частную

Домашний Очаг
Как меняются гендерные роли — изучаем на примере поваренных книг. Эссе из сборника Сары Даниус «Смерть домохозяйки и другие тексты» Как меняются гендерные роли — изучаем на примере поваренных книг. Эссе из сборника Сары Даниус «Смерть домохозяйки и другие тексты»

Как Сара Даниус рисует картину распределения гендерных ролей в Швеции

Esquire
Грехи Грехи

Мужчины, которые обеспечили себе место в аду, зарабатывая состояние и признание

Esquire
Наука невозможного: как добыть энергию из черных дыр Наука невозможного: как добыть энергию из черных дыр

Возможно ли добыть энергию, забросив фотонные ковши к горизонту событий

Популярная механика
Минус вайб Минус вайб

Чем опасно доверять написание кода нейросетям?

N+1
Полупроводниковые кубиты вступили в квантовую гонку Полупроводниковые кубиты вступили в квантовую гонку

Ученые смогли показать возможности квантовых процессоров на полупроводниках

N+1
Playmate 2020 Playmate 2020

Полуфинал конкурса на самую горячую девушку по версии Playboy

Playboy
В бешмете и черкеске В бешмете и черкеске

Некоторые элементы одежды горцев стали частью униформы русской армии

Дилетант
Гендиректор «МТС Медиа»/KION Игорь Мишин о развитии индустрии и возможностях цифровых платформ Гендиректор «МТС Медиа»/KION Игорь Мишин о развитии индустрии и возможностях цифровых платформ

Игорь Мишин рассказывает о феномене сериала «Клиника счастья»

СНОБ
10 культовых фильмов, которым в 2022-м году исполняется 20 лет 10 культовых фильмов, которым в 2022-м году исполняется 20 лет

В этой подборке мы вспомнили 10 культовых картин, которые празднуют юбилей

Cosmopolitan
Как посадить вертолет на вершину Эвереста: уникальная авантюра Как посадить вертолет на вершину Эвереста: уникальная авантюра

Как спасают альпинистов с Эвереста?

Популярная механика
ДК Лурье ДК Лурье

Как историк Лев Лурье строит Петербург будущего

Собака.ru
Почему кожа облезает и шелушится: 5 неочевидных причин Почему кожа облезает и шелушится: 5 неочевидных причин

Почему кожа облезает и шелушится?

Cosmopolitan
Северный минимализм Северный минимализм

Интерьер в скандинавском стиле

SALON-Interior
Вера Брежнева: «Я не зацикливаюсь на прошлом» Вера Брежнева: «Я не зацикливаюсь на прошлом»

Вера Брежнева рассказала, что ей нужно для счастья

Cosmopolitan
Как быстро похудеть: 3 простых метода Как быстро похудеть: 3 простых метода

Способов безопасного похудения не так уж и мало, как кажется на первый взгляд

Cosmopolitan
Выиграли от пандемии: как стартап для обучения сотрудников привлек $60 млн Выиграли от пандемии: как стартап для обучения сотрудников привлек $60 млн

Spekit — проект, встраивающий обучающие инструменты прямо в рабочий софт

Forbes
Откуда пошла традиция купаться в крещенской проруби? Откуда пошла традиция купаться в крещенской проруби?

История экстремального русского ритуала, который имеет мало отношения к церкви

Maxim
Скучают ли кошки, когда остаются одни? Вот что говорят ученые Скучают ли кошки, когда остаются одни? Вот что говорят ученые

Существует стереотип, что кошки отлично справляются с разлукой. Так ли это?

Cosmopolitan
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
Какими были легендарные кутежи студентов в Татьянин день до революции? Какими были легендарные кутежи студентов в Татьянин день до революции?

Почему 25 января считался самым пьяным и безумным днем в Москве

Maxim
Всегда говори “да” Всегда говори “да”

Da Bureau протестировали в своей квартире идеи, которые предлагают заказчикам

AD
Нежеланное повышение: как быть, если вы не хотите управлять людьми Нежеланное повышение: как быть, если вы не хотите управлять людьми

Есть ли способ продвигаться в компании, но не идти в управление?

VC.RU
Древние жители Австрии учли пол детей при их захоронении Древние жители Австрии учли пол детей при их захоронении

Археологи исследовали останки индивидов из могильника раннего бронзового века

N+1
Отрывок из книги Эллен Руттен «Искренность после коммунизма» Отрывок из книги Эллен Руттен «Искренность после коммунизма»

Новая искренность — феномен, влияние которого на жизнь сложно переоценить

СНОБ
Красную карточку! Почему футболисты при разводе ведут себя одинаково скверно Красную карточку! Почему футболисты при разводе ведут себя одинаково скверно

Почему футболисты превращаются в тиранов и деспотов? Мнение психологов

Cosmopolitan
Одна вокруг света: Дорога смерти и лучшие пейзажи Колумбии Одна вокруг света: Дорога смерти и лучшие пейзажи Колумбии

156-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко: Колумбия

Forbes
Как инженер из Саратова создал компанию на рынке водородной авиации и привлек $10 млн Как инженер из Саратова создал компанию на рынке водородной авиации и привлек $10 млн

Алексей Иваненко начинал свою карьеру менеджером по рекламе в «Роснано»

Forbes
Правила ухода за питомцами в зимнее время года Правила ухода за питомцами в зимнее время года

Холода — серьезное испытание для братьев наших меньших, как им помочь?

Cosmopolitan
Люди моря Люди моря

Истории моряков — капитанов атомных ледоколов, водолазов и спасателей

Esquire
Открыть в приложении