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

7 обычных продуктов, которые могут серьезно навредить 7 обычных продуктов, которые могут серьезно навредить

Какие из спутников обыденной жизни могут представлять серьезную опасность

Популярная механика
Как спасти комнатное растение от увядания Как спасти комнатное растение от увядания

Делимся несколькими советами, которые могут помочь «оживить» любимое растение

Популярная механика
Где лечиться? Где лечиться?

В какую поликлинику идти – государственную или частную

Домашний Очаг
10 вредных советов, как выглядеть умнее в Zoom на удаленке 10 вредных советов, как выглядеть умнее в Zoom на удаленке

Мы перевели на русский смешные и очень практичные советы художницы Сары Купер

Maxim
Как выращивать растения в квартире: 12 правил домашнего сада Как выращивать растения в квартире: 12 правил домашнего сада

Рассказываем обо всех премудростях выращивания растений в домашних условиях

РБК
Сделано в ССР Сделано в ССР

Шоурум концептуальной одежды и обуви от загадочного дизайнера

AD
Девушка года Playboy-2018» From Siberia with love Девушка года Playboy-2018» From Siberia with love

«Девушка года Playboy-2018»: Лидия Пономарева – из Сибири с любовью

Playboy
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
Наоми Осака, сестры Уильямс, Симона Байлз: самые высокооплачиваемые спортсменки мира Наоми Осака, сестры Уильямс, Симона Байлз: самые высокооплачиваемые спортсменки мира

Совокупный годовой доход десяти самых высокооплачиваемых спортсменок — $167 млн

Forbes
История одной песни: «Sweet Child o’ Mine», Guns N’ Roses, 1987 История одной песни: «Sweet Child o’ Mine», Guns N’ Roses, 1987

Песня, рожденная из безделушки, нынче числится в рекордсменах YouTube

Maxim
Личный опыт: какие ценности мы прописали в корпоративной культуре (но сначала обожглись) Личный опыт: какие ценности мы прописали в корпоративной культуре (но сначала обожглись)

Инициативность, гибкость, честность — какие качества сотрудников важны?

Inc.
Как сбросить 10 кг и больше без диет: 7 женщин рассказывают, как им это удалось Как сбросить 10 кг и больше без диет: 7 женщин рассказывают, как им это удалось

Эти женщины смогли скинуть вес и рассказали, что именно они делали

Cosmopolitan
Зачем нужна зима? Зачем нужна зима?

Преодолеть зиму и стать лучше

GQ
Наночастицы золота помогли селективно окислить метан Наночастицы золота помогли селективно окислить метан

Химики научились селективно окислять метан

N+1
Походы и катание в упряжках: как работает хаски-деревня в Подмосковье Походы и катание в упряжках: как работает хаски-деревня в Подмосковье

Как наша героиня построила турбазу и продает походы с хаски?

VC.RU
Почему 108-Мп камеры снимают в 12 Мп: что дает большее число мегапикселей Почему 108-Мп камеры снимают в 12 Мп: что дает большее число мегапикселей

Зачем нужны 108-Мп камеры, если они все равно снимают в 12-Мп разрешении?

CHIP
Старики на обочине: как злая ирония Берроуза и Буковски превратилась в шаблон и стухла Старики на обочине: как злая ирония Берроуза и Буковски превратилась в шаблон и стухла

Почему сейчас аутоагрессивная культура битников не вдохновляет

Playboy
Опыт одной фиксации: как смотреть «Фотоувеличение» Антониони 50 лет спустя Опыт одной фиксации: как смотреть «Фотоувеличение» Антониони 50 лет спустя

«Фотоувеличение» — кино-загадка о молодом лондонском фотографе

Esquire
Ее скромное мнение Ее скромное мнение

Голос, прическа, манера двигаться – в Шакире всё неповторимо

Cosmopolitan
7 ингредиентов, которые обязательно должны быть в поливитаминах для женщин 7 ингредиентов, которые обязательно должны быть в поливитаминах для женщин

Какие витамины должны быть в твоем ежедневном рационе?

Cosmopolitan
Недооцененный продукт: зачем есть чечевицу Недооцененный продукт: зачем есть чечевицу

Рассказываем, чем полезна чечевица и можно ли ей заменить мясо?

РБК
Валентина Титова. Понять и простить Валентина Титова. Понять и простить

Любовь — это служение, обожание, долг, долги плачу

Коллекция. Караван историй
ЗОЖ вам! ЗОЖ вам!

То, что здоровая еда нужна и интересна только женщинам, – это стереотип

Домашний Очаг
Почему взрослым людям сложно заводить друзей Почему взрослым людям сложно заводить друзей

Как правильно дружить взрослым?

Популярная механика
Мэри Поппинс была права: как скрасить надоевшую рутину маленькими удовольствиями Мэри Поппинс была права: как скрасить надоевшую рутину маленькими удовольствиями

Как увязать пользу с искушением и удовольствием, используя совет Мэри Поппинс

Forbes
Правильный развод: как составить брачный договор и есть ли ему альтернативы Правильный развод: как составить брачный договор и есть ли ему альтернативы

Какие правила нужно знать при его оформлении брачного договора?

Forbes
Российские ученые спроектировали беспилотник для мониторинга погоды в Арктике: что он умеет Российские ученые спроектировали беспилотник для мониторинга погоды в Арктике: что он умеет

Новый беспилотник позволит исследовать структуру пограничного слоя атмосферы

Популярная механика
Разгрузочные дни Разгрузочные дни

Полезны ли разгрузочные дни для фигуры и здоровья?

Здоровье
История одного здания: «Художественный» История одного здания: «Художественный»

История московского кинотеатра «Художественный» насчитывает больше 100 лет

Культура.РФ
Топ-12 сериалов 2021 года, которые ты могла пропустить Топ-12 сериалов 2021 года, которые ты могла пропустить

Мейр из Исстауна, Белый лотос и другие сериалы 2021, которые нельзя пропустить

Cosmopolitan
Открыть в приложении