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

Как крупнейшая в мире миротворческая организация вызвала эпидемию, от которой погибли 10 000 человек Как крупнейшая в мире миротворческая организация вызвала эпидемию, от которой погибли 10 000 человек

Как в 2010 году миротворческая организация вызвала на Гаити эпидемию холеры

ТехИнсайдер
Алексей Баженов Алексей Баженов

Как визионер Алексей Баженов строит локальную экосистему моды

Собака.ru
Самые безумные и правдоподобные теории заговора про римских пап Самые безумные и правдоподобные теории заговора про римских пап

Какие теории заговора про римских пап были самыми безумными?

Maxim
Эффективность дисперсантов для устранения разливов нефти снизилась за четыре дня Эффективность дисперсантов для устранения разливов нефти снизилась за четыре дня

Главной причиной увеличения вязкости нефти оказалось фотоокисление пленки

N+1
Как справиться с гневом: 6 способов людей с высоким эмоциональным интеллектом Как справиться с гневом: 6 способов людей с высоким эмоциональным интеллектом

Как высокий эмоциональный интеллект спасает нас в конфликтных ситуациях?

Psychologies
«Она является формой сопротивления катастрофам»: что происходит с модой в кризисах «Она является формой сопротивления катастрофам»: что происходит с модой в кризисах

Чем мода отвечает на тренды и как помогает сопротивляться катастрофам?

Forbes
В год около 100 переездов: 10 фактов, которые удивляют в жизни оленеводов на Ямале В год около 100 переездов: 10 фактов, которые удивляют в жизни оленеводов на Ямале

Представители малых народов совмещают традиции и современные технологии

Вокруг света
Вы расстались: как улучшить сценарий будущих отношений? Вы расстались: как улучшить сценарий будущих отношений?

Как не попасть в капкан повторяющегося сценария отношений

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
Что делать, если машина сломалась в дороге: лайфхаки на случай внезапных ЧП Что делать, если машина сломалась в дороге: лайфхаки на случай внезапных ЧП

Как выполнить срочный ремонт, чтобы доехать до ближайшего автосервиса

Вокруг света
Кто такая «мертвая» мать Кто такая «мертвая» мать

Кто вырастает рядом с «мертвыми» матерями?

Psychologies
«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
Родители-вертолеты и родители-тигры: кем быть, чтобы воспитать счастливого человека Родители-вертолеты и родители-тигры: кем быть, чтобы воспитать счастливого человека

Отрывок из книги «Формула» — о том, как воспитать счастливого ребенка

Forbes
Тонкости альпинизма: как подготовиться к восхождению на Эльбрус Тонкости альпинизма: как подготовиться к восхождению на Эльбрус

Как покорить Эльбрус?

ТехИнсайдер
Механизмы зрения: наука и жизнь Механизмы зрения: наука и жизнь

С чего начинается зрение?

Наука и жизнь
Танатофобия: что такое страх смерти и как с ним бороться Танатофобия: что такое страх смерти и как с ним бороться

Почему у некоторых людей любое упоминание смерти вызывает панику и тревожность?

РБК
7 советов, как выбрать сковороду для дома и не прогадать 7 советов, как выбрать сковороду для дома и не прогадать

Как выбрать сковороду

Лиза
Синдром спасателя: как стремление помочь всем и каждому приводит к саморазрушению Синдром спасателя: как стремление помочь всем и каждому приводит к саморазрушению

Почему быть спасателем не всегда хорошая идея

Forbes
Добро пожаловаться Добро пожаловаться

Три повода для ссор с соседями, в которых можно и нужно идти до конца

Лиза
«Роль самого благородного человека на свете». Отрывок из книги о Киану Ривзе «Роль самого благородного человека на свете». Отрывок из книги о Киану Ривзе

Отрывок из книги-исследования о феномене актера Киану Ривза

СНОБ
Ученые Сколтеха: через 20 лет борщевиком может зарасти вся европейская часть России Ученые Сколтеха: через 20 лет борщевиком может зарасти вся европейская часть России

Борщевик не боится изменений климата и выживает другие виды

Вокруг света
Кровно заработанное Кровно заработанное

Учимся рассчитывать свою будущую пенсию

Лиза
Идти на поводу у эмоций: почему важно слушать внутренний голос Идти на поводу у эмоций: почему важно слушать внутренний голос

На самом деле без эмоций вообще невозможно принимать решения

Psychologies
Как выбрать внешний аккумулятор для смартфона: шпаргалка от CHIP Как выбрать внешний аккумулятор для смартфона: шпаргалка от CHIP

Как выбрать пауэрбанк, чтобы его хватало всем вашим устройствам?

CHIP
Число жизненного пути: как рассчитать свою совместимость с мужчиной Число жизненного пути: как рассчитать свою совместимость с мужчиной

Что такое совместимость по числам жизненного пути?

VOICE
Кроссовки Понци: что не так с популярной NFT-игрой, где получают токены за пробежки Кроссовки Понци: что не так с популярной NFT-игрой, где получают токены за пробежки

Как устроена экономика проекта Stepn и за чей счет пользователи получают деньги?

Forbes
5 крутых возможностей вакуумного упаковщика 5 крутых возможностей вакуумного упаковщика

Мы нашли целых 5 причин купить вакууматор

CHIP
Уют французской глубинки: как превратить свой дачный участок в сад в стиле прованс Уют французской глубинки: как превратить свой дачный участок в сад в стиле прованс

Путешествуем вокруг света, не покидая приусадебного участка

Вокруг света
Тахограф: что это, как пользоваться, какие штрафы Тахограф: что это, как пользоваться, какие штрафы

Строгий надсмотрщик или помощник водителя? Мнения о тахографе полярны

РБК
Как не нервничать на собеседовании Как не нервничать на собеседовании

Как справиться с волнением на собеседование и вернуть себе контроль?

Maxim
Открыть в приложении