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

Как управлять болью в мозгу без таблеток? Эксперт дал интересный ответ Как управлять болью в мозгу без таблеток? Эксперт дал интересный ответ

Хроническую боль можно избежать, если "перепрограммировать" мозг

ТехИнсайдер
Как суд Джонни Деппа и Эмбер Херд может повлиять на культуру отмены? Как суд Джонни Деппа и Эмбер Херд может повлиять на культуру отмены?

Как суд Деппа и Херд повлияет на общественное сознание?

Правила жизни
Любите чай с молоком? Что это о вас говорит Любите чай с молоком? Что это о вас говорит

Способ заваривать и пить чай многое может рассказать о вашем характере

ТехИнсайдер
«Меня изнасиловали!»: принц Эндрю столкнулся с новыми обвинениями жертвы друга-педофила «Меня изнасиловали!»: принц Эндрю столкнулся с новыми обвинениями жертвы друга-педофила

Сын британской королевы еще больше погряз в громком сексуальном скандале

VOICE
Другая история. Как экономист из Орска восстанавливает старинный Плес Другая история. Как экономист из Орска восстанавливает старинный Плес

Алексей Шевцов уже более четверти века занимается историческим сохранением Плеса

СНОБ
5 животных, которых человечество истребило 5 животных, которых человечество истребило

Животные, которых Земля лишилась из-за непомерного человеческого аппетита

ТехИнсайдер
Матиас Энар: «Ежегодный пир Погребального братства». Новый роман лауреата Гонкуровской премии Матиас Энар: «Ежегодный пир Погребального братства». Новый роман лауреата Гонкуровской премии

Отрывок из изысканного и пронзительного нового романа Матиаса Энара

СНОБ
Как нелепо сложилась судьба красавчика-фермера из культового клипа Aerosmith - такого никто не ожидал! Как нелепо сложилась судьба красавчика-фермера из культового клипа Aerosmith - такого никто не ожидал!

Дин Келли легкомысленно распорядился свалившейся на него быстрой известностью...

VOICE
Семена государственной важности Семена государственной важности

К 2030 году Россия должна закрыть продукцией 75% от потребности для сева

Агроинвестор
Как сетка квадратов стала первой утопией Как сетка квадратов стала первой утопией

Гипподам и «Гипподамова планировка»

Weekend
Видеть ушами: как работает акустика нового поколения, которая оживляет звук Видеть ушами: как работает акустика нового поколения, которая оживляет звук

Как развиваются акустические системы?

ТехИнсайдер
«Синдром Отелло»: как отличить обычную ревность от болезни «Синдром Отелло»: как отличить обычную ревность от болезни

Шекспир не зря называл ревность «зеленоглазым монстром»

VOICE
Подводные пирамиды и статуи «рептилоидов»: 20 самых загадочных объектов мира Подводные пирамиды и статуи «рептилоидов»: 20 самых загадочных объектов мира

Древний булыжник удивляет нас больше, чем компьютер размером в полладони

Вокруг света
Такой ошибки не простит история: 10 древних артефактов, уничтоженных по глупости людей Такой ошибки не простит история: 10 древних артефактов, уничтоженных по глупости людей

Многие ценнейшие артефакты были разрушены случайно, из-за банального невежества

ТехИнсайдер
Один в поле воин Один в поле воин

Мирный книжный воин — про издательскую студию «Поле» и выпуск книг

Seasons of life
Хороший босс в плохие времена. Как управлять людьми, когда в воздухе витает страх Хороший босс в плохие времена. Как управлять людьми, когда в воздухе витает страх

Отрывок из сборника статей «Управление во время кризиса»

Inc.
Физики напрямую измерили разность фаз слабого взаимодействия у дважды странных барионов Физики напрямую измерили разность фаз слабого взаимодействия у дважды странных барионов

Новая экспериментальная техника точных тестов для CP-симметрии

N+1
«Ей нравилось торговать»: как девушка из Техаса меняет взгляд на спортивную одежду «Ей нравилось торговать»: как девушка из Техаса меняет взгляд на спортивную одежду

Бренд Aviator Nation Пейдж Микоски взлетел во время пандемии

Forbes
Почему вообще не хочется отношений с противоположным полом: 5 причин Почему вообще не хочется отношений с противоположным полом: 5 причин

Если вам не хочется отношений, это нормально

Psychologies
Цифровые дальтоники: как видят мир люди, которые не различают цифры Цифровые дальтоники: как видят мир люди, которые не различают цифры

Тройки, семерки и девятки выглядят иначе для “цифровых дальтоников”

ТехИнсайдер
Что читать летом: 10 новых книг о том, как мы живем сегодня Что читать летом: 10 новых книг о том, как мы живем сегодня

Книги, которые помогут объяснить сегодняшний день или найти в нем свое место

Правила жизни
За что фантастам вручают престижную премию За что фантастам вручают престижную премию

Подборка произведений, заслуживших престижную литературную премию "Локус"

ТехИнсайдер
Каким должен быть современный мужчина: россиянки назвали привлекающее их качество Каким должен быть современный мужчина: россиянки назвали привлекающее их качество

Наиболее популярные качества, которые женщины ценят в мужчинах

Psychologies
Ракетка для сердца: ученые придумали растворяющийся в организме кардиостимулятор Ракетка для сердца: ученые придумали растворяющийся в организме кардиостимулятор

Ученые изобрели кардиостимулятор без проводов и батареи

Вокруг света
Посттравматический рост: как стать сильнее после тяжелых потрясений Посттравматический рост: как стать сильнее после тяжелых потрясений

Тяжелые испытания могут разрушить, «убить» волю, а могут сделать нас сильнее

Psychologies
Есть ли у людей чувство магнетизма и можно ли его развить? Есть ли у людей чувство магнетизма и можно ли его развить?

Можем ли мы чувствовать север и юг, как перелетные птицы?

ТехИнсайдер
Как стать сотрудником, которого не уволят даже в кризис Как стать сотрудником, которого не уволят даже в кризис

В меняющемся мире очень важно уметь быстро адаптироваться под новые реалии

Лиза
«Этюды о Галилее». История становления ключевых научных идей Нового времени «Этюды о Галилее». История становления ключевых научных идей Нового времени

Декарт придал закону инерции «ясную и отчетливую» форму

N+1
Экономьте деньги и места на спасательных шлюпках: гид по выживанию для стартапов Экономьте деньги и места на спасательных шлюпках: гид по выживанию для стартапов

Что делать, чтобы пережить тяжелые времена?

Forbes
Что делать, если машина сломалась в дороге: лайфхаки на случай внезапных ЧП Что делать, если машина сломалась в дороге: лайфхаки на случай внезапных ЧП

Как выполнить срочный ремонт, чтобы доехать до ближайшего автосервиса

Вокруг света
Открыть в приложении