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

Насколько вы терпеливый человек? Психологический тест для самопознания Насколько вы терпеливый человек? Психологический тест для самопознания

Выберите свечу и узнайте, насколько вы терпеливы

ТехИнсайдер
Слайд-шоу Слайд-шоу

Объединенный исследовательский центр, машина для доставки и спортивный катер

ТехИнсайдер
Почему не стоит оставлять открытыми алюминиевые банки в холодильнике Почему не стоит оставлять открытыми алюминиевые банки в холодильнике

Безопасно ли есть из железных банок, которые были оставлены открытыми?

ТехИнсайдер
Самые опасные виды туризма в России Самые опасные виды туризма в России

От чего надо держаться подальше в процессе активного отдыха?

Maxim
Как узнать, что подросток в опасности: 5 подсказок для родителей Как узнать, что подросток в опасности: 5 подсказок для родителей

Какие признаки помогут нам понять, что ребенок думает о самом худшем

Psychologies
Дома-кочевники: 6 известных зданий в Москве, которые сменили прописку Дома-кочевники: 6 известных зданий в Москве, которые сменили прописку

В двадцатом веке передвинули около 70 зданий

Вокруг света
Не дайте засохнуть своим цветам Не дайте засохнуть своим цветам

Встреча с Эдит Эгер — настоящее чудо, которое с нами случилось

Seasons of life
Главная трагедия всей жизни Меган Маркл произошла после свадьбы с принцем Гарри Главная трагедия всей жизни Меган Маркл произошла после свадьбы с принцем Гарри

Меган Маркл обладала особым талантом для перемен в мире, считает эксперт

VOICE
Унесенные ветром эпох: что мы на самом деле знаем о готах Унесенные ветром эпох: что мы на самом деле знаем о готах

От слова «готы» веет духом загадочности

Вокруг света
На озеро вместо моря На озеро вместо моря

А что, если поменять море на озеро?

Лиза
Технологический стартап из будущего Технологический стартап из будущего

Как в Москве делают «всепогодные» солнечные батареи

СНОБ
Найден способ стать хорошим человеком Найден способ стать хорошим человеком

Можно ли заметно улучшить свои человеческие качества?

Psychologies
Ограниченная видимость: что это, при каких условиях, особенности ПДД Ограниченная видимость: что это, при каких условиях, особенности ПДД

Как вести себя на дороге в условиях ограниченной и недостаточной видимости

РБК
Запасы из морозилки: какие древности находят под снегом и льдом Запасы из морозилки: какие древности находят под снегом и льдом

Вечная мерзлота скрывает останки древних растений, животных и людей

Вокруг света
Чтение выходного дня: как начиналась Февральская революция? Глава из книги Сергея Минаева «Бунт и смута на Руси» Чтение выходного дня: как начиналась Февральская революция? Глава из книги Сергея Минаева «Бунт и смута на Руси»

Отрывок из книги «Бунт и смута на Руси» — о февральской революции

Правила жизни
Екатерина и Елена Поповы Екатерина и Елена Поповы

Сестры-бизнецы Поповы вручную создают киберкукол

Собака.ru
Ашельским ручным рубилам из Англии оказалось более 560 тысяч лет Ашельским ручным рубилам из Англии оказалось более 560 тысяч лет

Гоминины изготовили древнейшие из этих орудий около 620–560 тысяч лет назад

N+1
Вы расстались: как улучшить сценарий будущих отношений? Вы расстались: как улучшить сценарий будущих отношений?

Как не попасть в капкан повторяющегося сценария отношений

Psychologies
Интервью музыкантов «4 позиции Бруно» — первое за шесть лет Интервью музыкантов «4 позиции Бруно» — первое за шесть лет

«4 позиции Бруно» — о новом альбоме, вдохновении и надругательстве над музыкой

СНОБ
Говорить о раке вслух: как Фонд борьбы с лейкемией ищет доноров в условиях кризиса Говорить о раке вслух: как Фонд борьбы с лейкемией ищет доноров в условиях кризиса

Почему в России не хватает доноров костного мозга

Forbes
Зачем платить по QR-коду и насколько это безопасно: новый способ совершать покупки Зачем платить по QR-коду и насколько это безопасно: новый способ совершать покупки

Как и зачем платить по QR-коду?

ТехИнсайдер
2000 поколений бактерий доказали ведущую роль спонтанных мутаций в процессе эволюции 2000 поколений бактерий доказали ведущую роль спонтанных мутаций в процессе эволюции

Исследователи проследили за эволюцией четырех бактериальных комбинаций

N+1
$1 тысяча за отпуск и принудительные выходные. Как бороться с выгоранием сотрудников в кризис $1 тысяча за отпуск и принудительные выходные. Как бороться с выгоранием сотрудников в кризис

Как сохранить баланс между эффективностью и ментальным здоровьем сотрудников

Inc.
Просто растворились: ученые выяснили, почему исчезли следы древних людей в Денисовой пещере Просто растворились: ученые выяснили, почему исчезли следы древних людей в Денисовой пещере

Летучие мыши причастны к исчезновению следов древних людей

Вокруг света
У клещей, живущих на лице человека, обнаружили анусы — и это далеко не все поразительные открытия У клещей, живущих на лице человека, обнаружили анусы — и это далеко не все поразительные открытия

Ученые разгадали генетические секреты самых тесных соседей человечества

ТехИнсайдер
Нам живыми быть не идет. О российском фильме «Межсезонье» Нам живыми быть не идет. О российском фильме «Межсезонье»

Новый фильм Александра Ханта «Межсезонье» — почему его стоит смотреть

СНОБ
Валерия: Валерия:

Валерия откровенно рассказывает о своей жизни

Коллекция. Караван историй
Провокаторы: кто они и чем опасны Провокаторы: кто они и чем опасны

Как выйти из конфликта с провокатором?

Psychologies
Как запасти пищу на случай постапокалипсиса: что люди будут есть после ядерной зимы Как запасти пищу на случай постапокалипсиса: что люди будут есть после ядерной зимы

Каков самый выигрышный вариант еды на случай апокалипсиса?

ТехИнсайдер
Матиас Энар: «Ежегодный пир Погребального братства». Новый роман лауреата Гонкуровской премии Матиас Энар: «Ежегодный пир Погребального братства». Новый роман лауреата Гонкуровской премии

Отрывок из изысканного и пронзительного нового романа Матиаса Энара

СНОБ
Открыть в приложении