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

Тайна самых древних галактик остается неразрешимой Тайна самых древних галактик остается неразрешимой

Джеймс Уэбб он столкнулся с тайной, которую не удается разрешить до сих пор

ТехИнсайдер
Как лечатся врачи Как лечатся врачи

Маленькие профессиональные хитрости врачей

Лиза
Стесняюсь спросить: как распознать болезнь Альцгеймера? Стесняюсь спросить: как распознать болезнь Альцгеймера?

Альцгеймер: как распознать на ранних этапах и встречается ли он у молодых?

Правила жизни
Очень московское собрание: как коллекция братьев Морозовых долго возвращалась домой Очень московское собрание: как коллекция братьев Морозовых долго возвращалась домой

Многолетняя эпопея по объединению собрания братьев Морозовых

Forbes
Огламуренная чернуха. О российском сериале «Жиза» Огламуренная чернуха. О российском сериале «Жиза»

Стоит ли смотреть сериал о бандитской жизни детдомовцев «Жиза»

СНОБ
Срединный путь Срединный путь

Основательница ювелирного бренда — что меняется, когда твоя команда вырастает?

Seasons of life
«Золотой век» букашек: какими были крупнейшие насекомые доисторической эпохи «Золотой век» букашек: какими были крупнейшие насекомые доисторической эпохи

Если бы насекомые создали свою мифологию, в ней поминалась бы эпоха титанов

Вокруг света
Недалеко от Рима нашли останки древнейшей курицы Италии Недалеко от Рима нашли останки древнейшей курицы Италии

Палеозоологи нашли фрагменты птичьих костей X– IX века до нашей эры

N+1
Ольга Еремина: Есть ли жизнь после санкций? Ольга Еремина: Есть ли жизнь после санкций?

Кейсы стран, сумевших перестроиться вопреки ограничениям и запретам

РБК
У одного из крупнейших золотодобытчиков России большие проблемы: что делать инвестору У одного из крупнейших золотодобытчиков России большие проблемы: что делать инвестору

Что будет с золотодобытчиком Petropavlovsk и что делать инвесторам?

Forbes
11 вещей, которые в России пока еще лучше, чем в США 11 вещей, которые в России пока еще лучше, чем в США

Список, от которого гордость встает дыбом на голове!

Maxim
9 безобидных бытовых привычек, которые опустошают твой кошелек 9 безобидных бытовых привычек, которые опустошают твой кошелек

Чтобы сэкономить семейный бюджет, пересмотри свои действия

Лиза
Как топ-менеджер медиахолдинга и дрэг-квин заработали сотни миллионов долларов на козьем молоке Как топ-менеджер медиахолдинга и дрэг-квин заработали сотни миллионов долларов на козьем молоке

«Что можно сделать из козьего молока?», — так началась история Beekman

Inc.
Любительские рации: на что они реально способны? Любительские рации: на что они реально способны?

Какие рации бывают и на что обратить внимание при выборе этого аксессуара

CHIP
«Если ты показываешь смерть, нужно показать и жизнь» «Если ты показываешь смерть, нужно показать и жизнь»

Как войну снимают женщины

Weekend
История одной вещи: железный конструктор, заменявший советским детям Lego История одной вещи: железный конструктор, заменявший советским детям Lego

История железного конструктора, который до сих пор вызывает приятную ностальгию

Правила жизни
Денис Чернов Денис Чернов

Ведущий (и первый!) режиссер культовых «Смешариков» показал премьеру года

Собака.ru
Пойманный в Камбодже скат оказался крупнейшей пресноводной рыбой Пойманный в Камбодже скат оказался крупнейшей пресноводной рыбой

Рыбак поймал в реке Меконг гигантского ската с длиной тела около четырех метров

N+1
Любовь пройдет, искусство тщетно: «Ускользающая красота» выходит в повторный прокат Любовь пройдет, искусство тщетно: «Ускользающая красота» выходит в повторный прокат

Почему фильм «Ускользающая красота» Бернардо Бертолуччи стал настоящей классикой

Forbes
Железная река Сибири: как Транссибирская магистраль изменила Россию Железная река Сибири: как Транссибирская магистраль изменила Россию

Постройка Транссибирской магистрали была подвигом

Вокруг света
Топ-5 летних проблем с ногами Топ-5 летних проблем с ногами

Какие несовершенства мешают нам носить сандалии и как с ними бороться?

Лиза
API, консолидация и билеты на блокчейне: как устроен российский рынок билетных платформ API, консолидация и билеты на блокчейне: как устроен российский рынок билетных платформ

С момента появления первых бумажных билетов индустрия сильно изменилась

ТехИнсайдер
Ошибка 0x80004005 в Windows: способы решения проблемы Ошибка 0x80004005 в Windows: способы решения проблемы

Рассказываем о причинах появления ошибки 0x80004005 в Windows

CHIP
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
Как стать везунчиком: психологи назвали 10 способов приманить к себе удачу Как стать везунчиком: психологи назвали 10 способов приманить к себе удачу

На самом деле везучесть — это своего рода скилл, который тоже можно «прокачать»

Psychologies
Какие учреждения появились в России при Петре I. Отрывок из книги Какие учреждения появились в России при Петре I. Отрывок из книги

Отрывок из книги «Люди и учреждения петровской эпохи»

СНОБ
Древних людей из Леванта заподозрили в использовании огня около миллиона лет назад Древних людей из Леванта заподозрили в использовании огня около миллиона лет назад

Ученые повторно исследовали материалы с ашельского памятника Еврон

N+1
Люди Веры Люди Веры

Каждый день наши герои помогают людям жить

Seasons of life
7 неожиданных идей как использовать таблетки для посудомойки в быту 7 неожиданных идей как использовать таблетки для посудомойки в быту

Для чего еще нужны таблетки для посудомойки

Лиза
«Застывшие чувства превращаются в хроническую боль»: что такое ПТСР и как его лечить «Застывшие чувства превращаются в хроническую боль»: что такое ПТСР и как его лечить

О причинах ПТСР и о том, как его диагностировать и лечить

Forbes
Открыть в приложении