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

Равнодушные сотрудники и старые технологии: за что Sony не полюбил СССР Равнодушные сотрудники и старые технологии: за что Sony не полюбил СССР

Визит Акио Мориты в СССР: почему советские рабочие отпугнули основателя Sony

ТехИнсайдер
Как устройство личности влияет на нашу судьбу Как устройство личности влияет на нашу судьбу

Хотите достичь успеха — определите свое место на социальной «карте»

Psychologies
Тайна «пляжного тела» Тайна «пляжного тела»

«Пляжное тела»: почему оно есть у всех и в то же время не существует

VOICE
Самые лучшие и популярные катушечные магнитофоны СССР Самые лучшие и популярные катушечные магнитофоны СССР

«Бобинники» стали священной коровой для советских меломанов и аудиофилов

Maxim
«Быть предпринимателем должно стать в России не менее почётно, чем быть главой госкомпании»: гендиректор Корпорации МСП Александр Исаевич о будущем бизнеса в России и о том, как он преодолеет новый кризис «Быть предпринимателем должно стать в России не менее почётно, чем быть главой госкомпании»: гендиректор Корпорации МСП Александр Исаевич о будущем бизнеса в России и о том, как он преодолеет новый кризис

Что такое Цифровая платформа МСП и зачем она нужна?

Inc.
Захватывающая история изобретения и эволюции женских стрингов (с картинками) Захватывающая история изобретения и эволюции женских стрингов (с картинками)

Этот предмет женского гардероба вызывал столько мужских эмоций!

Maxim
8 причин, почему мужчинам тяжело живется 8 причин, почему мужчинам тяжело живется

Мужская доля порой бывает совершенно невыносимой

Maxim
Самый длинный легковой автомобиль в мире: длина, фото, что интересного Самый длинный легковой автомобиль в мире: длина, фото, что интересного

Лимузин, которому нет равных по длине: рассказываем про эту легенду

РБК
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
Графен на пульсе: ученые изобрели татуировку, которая измеряет давление Графен на пульсе: ученые изобрели татуировку, которая измеряет давление

Разработана электронная татуировка для измерения артериального давления

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
Что мужчинам не нравилось в женщинах почти сто лет назад Что мужчинам не нравилось в женщинах почти сто лет назад

Мужских претензий к девушкам в 1945 году набралось на целую книгу

Maxim
Иракская Атлантида: обмелевший Тигр открыл мегаполис бронзового века Иракская Атлантида: обмелевший Тигр открыл мегаполис бронзового века

Три тысячелетия назад здесь кипела торговля, а сейчас это дно водохранилища

Вокруг света
Александра Ребенок: «Хотелось бросить самой себе вызов, сделать то, чего никогда не делала» Александра Ребенок: «Хотелось бросить самой себе вызов, сделать то, чего никогда не делала»

Долгое время моя нестандартность казалась мне главным недостатком

Караван историй
Mozi J Mozi J

Главный рэп-ювелир России Mozi J — о комьюнити и коллекциях

Собака.ru
Почему Ярослава Мудрого можно считать лучшим брачным агентом раннего Средневековья Почему Ярослава Мудрого можно считать лучшим брачным агентом раннего Средневековья

Нескучная история с юмором и на современном языке

Вокруг света
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
Летающие мотоциклы, робот-хирург и механические птицы. За кем сейчас стоит наблюдать в области новых технологий? Летающие мотоциклы, робот-хирург и механические птицы. За кем сейчас стоит наблюдать в области новых технологий?

Инженер Илья Чех – об изобретениях, которые изменят нашу жизнь уже завтра

СНОБ
Как возобновить отношения с бывшим партнером (и стоит ли)? Как возобновить отношения с бывшим партнером (и стоит ли)?

Стоит ли пытаться вернуть бывшего партнера?

Psychologies
Вне политики, выше споров, без комментариев: Елизавета II отмечает 70 лет на престоле Вне политики, выше споров, без комментариев: Елизавета II отмечает 70 лет на престоле

Как британская королева сохранила статус живой легенды?

Forbes
Польза «золотых яблок»: 5 причин есть томаты каждый день, о которых вы не слышали Польза «золотых яблок»: 5 причин есть томаты каждый день, о которых вы не слышали

Чем хорош самый популярный в России овощ

Вокруг света
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
Белые медведи с юго-востока Гренландии из-за нехватки морского льда перешли на пресный Белые медведи с юго-востока Гренландии из-за нехватки морского льда перешли на пресный

Как белые медведи приспосабливаются к глобальному потеплению?

N+1
Легко ли быть молодым: 5 книг ко Дню молодежи Легко ли быть молодым: 5 книг ко Дню молодежи

Книги, которые помогут молодым людям сориентироваться в жизни, лучше понять себя

ТехИнсайдер
«Дурак с актёрской жилкой может свидетельствовать лучше Эйнштейна»: как врачи и психологи зарабатывают в судах «Дурак с актёрской жилкой может свидетельствовать лучше Эйнштейна»: как врачи и психологи зарабатывают в судах

Что важнее в суде — экспертиза или умение убеждать?

VC.RU
«Ноев ковчег» для семян: как устроено «хранилище Судного дня» «Ноев ковчег» для семян: как устроено «хранилище Судного дня»

Стратегический запас семян на черный день — идея не новая

Вокруг света
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
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
Зачем в IT-разработке нужно техническое задание: первый шаг на пути к цифровому продукту Зачем в IT-разработке нужно техническое задание: первый шаг на пути к цифровому продукту

Техническое задание (ТЗ) — связующее звено между клиентом и разработчиком

ТехИнсайдер
Обиженная герцогиня: как Меган Маркл вытеснили с балкона Букингемского дворца Обиженная герцогиня: как Меган Маркл вытеснили с балкона Букингемского дворца

Меган Маркл не подпускали на первый план во время официальных мероприятий

VOICE
Открыть в приложении