Элемент, названный в честь скандинавского бога, может спасти человечество

Популярная механикаНаука

Торий: спасет ли он планету 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.

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

Иранский синдром Иранский синдром

Как экономика Исламской Республики приспособилась к условиям санкций

Forbes
На Алтае раскопали погребение карлукского подростка с жеребенком На Алтае раскопали погребение карлукского подростка с жеребенком

Археологи датировали найденный на Алтае памятник VII веком нашей эры

N+1
Где лечиться? Где лечиться?

В какую поликлинику идти – государственную или частную

Домашний Очаг
Девочка на руках у Сталина: как Геля Маркизова поплатилась за свою славу Девочка на руках у Сталина: как Геля Маркизова поплатилась за свою славу

История знаменитого снимка

Cosmopolitan
15 вещей, которые нужно знать об Афганистане, который опять пошел ко всем чертям 15 вещей, которые нужно знать об Афганистане, который опять пошел ко всем чертям

Откуда у Талибана ноги растут?

Maxim
От Мисс Марпл до Мейр из Исттауна: 10 фильмов и сериалов о женщинах-детективах От Мисс Марпл до Мейр из Исттауна: 10 фильмов и сериалов о женщинах-детективах

Детективные сериалы и фильмы, в которых женщины оказались главными героинями

Forbes
Эрогенные зоны женщины: где искать и как стимулировать Эрогенные зоны женщины: где искать и как стимулировать

У женщин есть много эрогенных зон, и ты обязательно найдешь их все

Playboy
Механическая рука помощи: что такое робототехника и зачем она нужна детям Механическая рука помощи: что такое робототехника и зачем она нужна детям

Как устроен рынок робототехники, где она применяется, зачем ей заниматься детям

Forbes
10 продуктов, в которых белка больше, чем в яйцах 10 продуктов, в которых белка больше, чем в яйцах

Доступные и простые продукты, богатые белком

Cosmopolitan
Выживут только блокчейны: зачем криптоискусству понадобились NFT-токены Выживут только блокчейны: зачем криптоискусству понадобились NFT-токены

В мире только и разговоров, что о криптовалюте и NFT-токенах

Популярная механика
Палеогенетики обнаружили в Сирии древнейших гибридных животных Палеогенетики обнаружили в Сирии древнейших гибридных животных

Животные оказались непохожи на обычных лошадей, ослов или онагров

N+1
Ключ поверни и полетели: пять аэромобилей, которые можно будет купить Ключ поверни и полетели: пять аэромобилей, которые можно будет купить

Летающие автомобили — отличное средство от пробок!

Playboy
Неудачи останавливают лузеров: почему приговор Элизабет Холмс — угроза для визионеров Неудачи останавливают лузеров: почему приговор Элизабет Холмс — угроза для визионеров

Почему предприниматели, которые двигают прогресс, могут попасть за решетку

Forbes
Как зарабатывать состояния во время войн и мировых кризисов: советы гуру инвестиций Как зарабатывать состояния во время войн и мировых кризисов: советы гуру инвестиций

Отрывок из книги «История инвестиционных стратегий»

Forbes
Все, кроме тебя: что такое синдром упущенной выгоды (FOMO) и почему не стоит ему поддаваться Все, кроме тебя: что такое синдром упущенной выгоды (FOMO) и почему не стоит ему поддаваться

Как противостоять синдрому упущенной выгоды?

Esquire
Отрывок из книги «Коммуналка на Петроградке» Анастасии Вепревой и Романа Осминкина Отрывок из книги «Коммуналка на Петроградке» Анастасии Вепревой и Романа Осминкина

Отрывок из книги о жизни в коммунальной квартире

СНОБ
Базовые ценности. Тест-драйв начальной Suzuki Vitara Базовые ценности. Тест-драйв начальной Suzuki Vitara

Suzuki Vitara — незадушенный «атмосферник» и надежный автомат

РБК
DeadCoin: 5 провальных криптовалют, которые подавали большие надежды DeadCoin: 5 провальных криптовалют, которые подавали большие надежды

Криптовалюты, которые схлопнулись и разочаровали своих инвесторов

GQ
Секреты красоты Кейт Миддлтон: фитнес-клуб принцессы Дианы и трюки с диетами Секреты красоты Кейт Миддлтон: фитнес-клуб принцессы Дианы и трюки с диетами

Как Кейт Миддлтон удается выглядеть так великолепно?

Cosmopolitan
10 способов меньше мерзнуть 10 способов меньше мерзнуть

10 верных способов сделать свою жизнь в ближайшие месяцы немного теплее

РБК
Остатки дипломатии: как Москва и Вашингтон борются с «русскими хакерами» Остатки дипломатии: как Москва и Вашингтон борются с «русскими хакерами»

США и Россия могут совместно бороться с цифровыми угрозами

Forbes
Пример для подражания. Светлана Наумова Пример для подражания. Светлана Наумова

Как любить свое дело, терять его, но всегда с триумфом возвращаться

Cosmopolitan
Как исправить неудачный Новый год и что делать с плохим настроением Как исправить неудачный Новый год и что делать с плохим настроением

Если понадобится преодолеть тоску и вернуть себе хорошее настроение

РБК
«Сейчас бы действовал более формально и через менеджеров»: основатель Xsolla — об уроках после массовых увольнений «Сейчас бы действовал более формально и через менеджеров»: основатель Xsolla — об уроках после массовых увольнений

В чем ошибся основатель Xsolla, обвиняя своих сотрудников в невовлеченности?

VC.RU
Без тряпки во рту. В прокат выходит фильм-победитель Венецианского кинофестиваля — «Событие» Одри Диван Без тряпки во рту. В прокат выходит фильм-победитель Венецианского кинофестиваля — «Событие» Одри Диван

Зачем смотреть фильм «Событие» Одри Диван и как он связан с мировым контекстом?

СНОБ
Бог русской кавалерии Бог русской кавалерии

Христиан Феликс Баур — настоящий полковник XVIII века

Дилетант
TikTok без ретуши: как бьюти-марка Glow Recipe заработала $100 млн с помощью соцсетей TikTok без ретуши: как бьюти-марка Glow Recipe заработала $100 млн с помощью соцсетей

Благодаря двум случайным видео в TikTok продажи Glow Recipe подскочили на 600%

Forbes
Эксперты раскрыли секрет о том, что делает женщин несчастными и как это исправить Эксперты раскрыли секрет о том, что делает женщин несчастными и как это исправить

Что на самом деле делает женщину счастливой

ТехИнсайдер
Закат культуры Закат культуры

Почему у древних греков были бег, борьба и гонки колесниц, но не было бобслея

Esquire
Царь-пушка №2: каким был колоссальный советский Царь-пушка №2: каким был колоссальный советский

Великая Отечественная началась для батареи ТМ-III-12 уже 22 июня

Популярная механика
Открыть в приложении