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

Найден способ омолодить стареющие клетки мозга Найден способ омолодить стареющие клетки мозга

Обратить старость вспять реально, причем на это понадобится всего один день

ТехИнсайдер
На птичьих правах: гарпия, киви и другие необычные пернатые-символы государств На птичьих правах: гарпия, киви и другие необычные пернатые-символы государств

Вы могли даже не слышать о существовании некоторых из этих птиц

Вокруг света
Что такое отложенный налог на прибыль и зачем его учитывать Что такое отложенный налог на прибыль и зачем его учитывать

Как работает отложенный налог на прибыль

Inc.
Вопрос дня: всем ли нужно быть лидером? Вопрос дня: всем ли нужно быть лидером?

«Сноб» спросил участников клуба: всем ли нужно быть лидером?

СНОБ
Как китайские госкомпании создают успешные автомобильные премиум-бренды и трансформируются в IT-сервисы Как китайские госкомпании создают успешные автомобильные премиум-бренды и трансформируются в IT-сервисы

В Поднебесной научились выпускать качественные и технически совершенные авто

Правила жизни
История Нэнси Брофи: за что автору эссе «Как убить своего мужа» дали пожизненный срок История Нэнси Брофи: за что автору эссе «Как убить своего мужа» дали пожизненный срок

Судьба писательницы Нэнси Брофи вполне может стать основой для сериала

Forbes
Держим дистанцию Держим дистанцию

Как сохранить отношения на расстоянии

Лиза
Физики создали тороидальный вихрь света Физики создали тороидальный вихрь света

Физики согнули закрученный в трубку свет в вихревое кольцо

N+1
«Трусливый страх перед приговорами Европы» «Трусливый страх перед приговорами Европы»

Как Петр I, подняв Россию на дыбы, поставил ее на колени

Weekend
Еще 6 бередящих душу фотографий за несколько минут до смерти Еще 6 бередящих душу фотографий за несколько минут до смерти

Подборка фотографий с удивительными и жуткими историями

Maxim
10 невероятных самодельных электробайков: инженерное чудо 10 невероятных самодельных электробайков: инженерное чудо

Серийные модели байков, которые превратили в очаровательные кастомы

ТехИнсайдер
Предсказуемо яркая мегазвезда: Дженнифер Лопес в фильме «Половина» Предсказуемо яркая мегазвезда: Дженнифер Лопес в фильме «Половина»

Фильм о Дженнифер Лопес и пути, который она прошла за почти 30-летнюю карьеру

Forbes
О проекте Александра Химушина «Мир в лицах» и выставке в заполярной Дудинке О проекте Александра Химушина «Мир в лицах» и выставке в заполярной Дудинке

Мария Маханова отправилась на Таймыр, чтобы поговорить с Александром Химушиным

СНОБ
Лениться полезно: исследователи МГПУ выяснили, как изменилось отношение к безделью Лениться полезно: исследователи МГПУ выяснили, как изменилось отношение к безделью

Бездельничать плохо? Современная молодежь и студенты с этим не согласны

Psychologies
5 семейных саг: длинное чтение на все лето 5 семейных саг: длинное чтение на все лето

Пять масштабных произведений для неторопливого чтения

СНОБ
Польза клубники: 5 главных фактов и советы врачей Польза клубники: 5 главных фактов и советы врачей

Клубника — вкусная и полезная ягода, из которой можно сделать домашнюю косметику

РБК
«Лицемерие, вранье и цинизм стали социально одобряемыми нормами» «Лицемерие, вранье и цинизм стали социально одобряемыми нормами»

Александр Хант о конфликте поколений и своем «Межсезонье»

Weekend
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.
Когда умрет Солнце: может ли человечество спастись, превратив планету в космический корабль? Когда умрет Солнце: может ли человечество спастись, превратив планету в космический корабль?

Придется ли нашим потомкам убираться с родной планеты?

ТехИнсайдер
«Клин клином»: 7 признаков, что вы влюбились, чтобы забыться «Клин клином»: 7 признаков, что вы влюбились, чтобы забыться

Часто попытки смягчить душевную боль подталкивают нас к созданию новых отношений

Psychologies
Каждому ребенку по отдельной жилплощади: строим шалаш своими руками Каждому ребенку по отдельной жилплощади: строим шалаш своими руками

Сегодня мы соорудим шалаш за час, чтобы детвора заселилась в этот же день

ТехИнсайдер
«По примеру богов»: как Генрих Семирадский делал росписи для храма Христа Спасителя «По примеру богов»: как Генрих Семирадский делал росписи для храма Христа Спасителя

Как создавались части монументальной композиции «Тайная Вечеря»

Forbes
Как избегать секса с самим собой Как избегать секса с самим собой

Алексей Алексенко обсуждает проблемы разделения на два пола

СНОБ
День рождения на работе: что дарить и как поздравлять босса или коллегу День рождения на работе: что дарить и как поздравлять босса или коллегу

Как себя вести, что говорить, как не опозориться на корпоративе?

Psychologies
Разделяй и властвуй: делим дачный участок на зоны труда и отдыха Разделяй и властвуй: делим дачный участок на зоны труда и отдыха

Дача — это возможность отдохнуть от городской жизни

Караван историй
10 красивых античных имен для девочки 10 красивых античных имен для девочки

Подборка оригинальных имен с историей родом из древнего мира

Вокруг света
Вместо уколов и таблеток: робот-оригами доставит лекарство прямо к больному органу Вместо уколов и таблеток: робот-оригами доставит лекарство прямо к больному органу

Изобретение американских ученых уже называют революцией в медицине

Вокруг света
«Поговорите открыто о своих чувствах на работе» «Поговорите открыто о своих чувствах на работе»

Александр Барсуков — о десяти способах защитить сотрудников от выгорания

РБК
10 мифов о вредном и полезном загаре: советы врача-дерматовенеролога 10 мифов о вредном и полезном загаре: советы врача-дерматовенеролога

Развенчиваем самые популярные мифы о загаре и защитных средствах от солнца

Psychologies
Рогатый, водяной, королевский: 7 жутких, но прекрасных пауков Рогатый, водяной, королевский: 7 жутких, но прекрасных пауков

Наша подборка поможет победить боязнь пауков (но это не точно)

Вокруг света
Открыть в приложении