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

8 распространенных ошибок, которых следует избегать для получения максимальной пользы от кофе 8 распространенных ошибок, которых следует избегать для получения максимальной пользы от кофе

Несколько кофейных ошибок, которые могут негативно сказаться на вашем здоровье

ТехИнсайдер
Две любви Иннокентия Смоктуновского Две любви Иннокентия Смоктуновского

Уникальные воспоминания об Иннокентии Смоктуновском

Коллекция. Караван историй
Почему нам хочется есть: как нейрофизиология объясняет переедание и импульсивные перекусы Почему нам хочется есть: как нейрофизиология объясняет переедание и импульсивные перекусы

Каков ключ к решению проблемы переедания и импульсивных перекусов?

ТехИнсайдер
Опасная косметика: косметолог рассказала, какими средствами вредно пользоваться летом Опасная косметика: косметолог рассказала, какими средствами вредно пользоваться летом

Летом некоторые компоненты ваших уходовых средств могут причинить вред

Psychologies
Дочь Нила: как феминистка Дориа Шафик боролась с диктаторским режимом в Египте Дочь Нила: как феминистка Дориа Шафик боролась с диктаторским режимом в Египте

Дориа Шафик требовала избирательных прав для женщин в Египте

Forbes
Лошади из мавзолея Цинь Шихаунди оказались высокими взрослыми самцами Лошади из мавзолея Цинь Шихаунди оказались высокими взрослыми самцами

Для погребального ритуала первого императора Цинь отбирались высокие жеребцы

N+1
Собеседование в Долину: как россиянки строят карьеры в международных IT-компаниях Собеседование в Долину: как россиянки строят карьеры в международных IT-компаниях

Forbes Woman поговорил с женщинами, работающими в IT-компаниях за рубежом

Forbes
В римских амфорах нашли остатки белого и красного вина В римских амфорах нашли остатки белого и красного вина

Химики и палеоботаники исследовали содержимое сосудов, найденных у берегов Лацио

N+1
Неудобные вопросы гинекологу Неудобные вопросы гинекологу

Самые распространенные проблемы, которые волнуют женщин

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

Геннадий Бурбулис был гением политической интуиции

Forbes
Как управлять эффектом бабочки и динозаврами, выходящими из-за угла: интервью с математиком, которому любопытно Как управлять эффектом бабочки и динозаврами, выходящими из-за угла: интервью с математиком, которому любопытно

Разговор с ученым и популяризатором науки Сергеем Самойленко

ТехИнсайдер
«Невидимый мир» — кроткий и нежный фильм о школьном буллинге и сопротивлении злу «Невидимый мир» — кроткий и нежный фильм о школьном буллинге и сопротивлении злу

«Невидимый мир» — бельгийский фильм о брате и сестре, которых травят в школе

Правила жизни
10 странных поступков, которые мы совершаем, но никогда в них не признаемся 10 странных поступков, которые мы совершаем, но никогда в них не признаемся

Привычки, в которых мы не хотим признаваться даже самим себе

Psychologies
5 редких и до смешного простых образов Джейн Биркин, которые мы повторим этим летом 5 редких и до смешного простых образов Джейн Биркин, которые мы повторим этим летом

Джейн Биркин в ближайшие десятилетия не потеряет свой титул модной иконы

VOICE
Не только «Гарри Поттер»: 5 отличных романов Джоан Роулинг, которые стоит прочесть Не только «Гарри Поттер»: 5 отличных романов Джоан Роулинг, которые стоит прочесть

Книги, которые докажут, что Джоан Роулинг разносторонний и талантливый автор

ТехИнсайдер
Управлять авто, ловить мошенников и писать сценарии: на что уже сегодня способны нейросети Управлять авто, ловить мошенников и писать сценарии: на что уже сегодня способны нейросети

Нейросеть — механизм, схожий по принципу работы с мозговой деятельностью

ТехИнсайдер
Феминизм простыми словами: о чем новый YouTube-проект Анны Ривиной Феминизм простыми словами: о чем новый YouTube-проект Анны Ривиной

YouTube-сериал Анны Ривиной пытается ответить на важные вопросы

Forbes
Как попасть на другую планету, не выезжая из России: краткий путеводитель по Богдинско-Баскунчакскому заповеднику Как попасть на другую планету, не выезжая из России: краткий путеводитель по Богдинско-Баскунчакскому заповеднику

Это удивительное место находится в Астраханской области

Вокруг света
7 фактов о животных, о которых не знают даже учителя биологии 7 фактов о животных, о которых не знают даже учителя биологии

Знаете ли вы, что собаки могут быть опаснее крокодилов?

ТехИнсайдер
Фиолетовая морковь и персик-вишня: как выглядели привычные нам фрукты и овощи в прошлом Фиолетовая морковь и персик-вишня: как выглядели привычные нам фрукты и овощи в прошлом

Как дикие сорта овощей и фруктов отличались от сегодняшних культурных плодов?

ТехИнсайдер
От Морятника до Мортуария: 10 небанальных достопримечательностей Волгограда, которые стоит посетить каждому От Морятника до Мортуария: 10 небанальных достопримечательностей Волгограда, которые стоит посетить каждому

Город, сменивший три названия и растянувшийся вдоль Волги на сто километров

Вокруг света
Кровно заработанное Кровно заработанное

Учимся рассчитывать свою будущую пенсию

Лиза
Тайна гибели шестилетней Джонбенет Рэмси: кто убил маленькую «Мисс Рождество» Тайна гибели шестилетней Джонбенет Рэмси: кто убил маленькую «Мисс Рождество»

Все были уверены: когда девочка вырастет, она станет известной моделью

VOICE
Депрессия, торг, зеленый чай. Как пережить две попытки суицида и построить бизнес на успокоительных свойствах чая Депрессия, торг, зеленый чай. Как пережить две попытки суицида и построить бизнес на успокоительных свойствах чая

Как депрессия и чай могут помочь открыть свое дело

Inc.
Правила жизни Принса Правила жизни Принса

Музыкант, умер 21 апреля 2016 года в городе Шанхассен, штат Миннесота

Правила жизни
Водное отбеливание: это щадящее летнее окрашивание покорило всех модниц ТикТока — попробуй его! Водное отбеливание: это щадящее летнее окрашивание покорило всех модниц ТикТока — попробуй его!

Модницы сошли с ума по необычной технике окрашивания!

VOICE
Посмотреть 22 июня 2022 года: 5 фильмов о фашизме, снятых по реальным событиям Посмотреть 22 июня 2022 года: 5 фильмов о фашизме, снятых по реальным событиям

Сильные и глубокие фильмы о фашизме

Psychologies
Крепкая связь с семьей позволила подросткам преуспеть в личностном развитии Крепкая связь с семьей позволила подросткам преуспеть в личностном развитии

Сильная связь с семьей позволяет подросткам быть независимыми

N+1
Виктория Портфолио Виктория Портфолио

Блогер-феномен Виктория Портфолио сделала из себя новое медиа

Собака.ru
Охотница на королей: как Диана де Пуатье завладела сердцем французского монарха Охотница на королей: как Диана де Пуатье завладела сердцем французского монарха

Диана де Пуатье почти тринадцать лет была некоронованной королевой Франции

Вокруг света
Открыть в приложении