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

«Йо-хо-хо, и бутылка рома!» Кто и для чего придумал коктейли «Йо-хо-хо, и бутылка рома!» Кто и для чего придумал коктейли

Знаете ли вы, что коктейли создали те, кого в 18 веке считали неудачниками?

ТехИнсайдер
Спорт без боли и дискомфорта: современные технологии, которые помогут вам бегать правильно Спорт без боли и дискомфорта: современные технологии, которые помогут вам бегать правильно

Бег — одновременно и очень простое, и довольно сложное занятие

ТехИнсайдер
Астероидные кольца, сила гравитации и сжатие звездного облака: откуда взялась Луна Астероидные кольца, сила гравитации и сжатие звездного облака: откуда взялась Луна

Почему ни одна из гипотез не может объяснить, как на самом деле «родилась» Луна

Maxim
Умер Юрий Шатунов: почему «Ласковый май» стал символом эпохи? Умер Юрий Шатунов: почему «Ласковый май» стал символом эпохи?

Почему «Ласковый май» оказался таким значимым проектом в нашей поп-культуре?

Psychologies
Жанна Фриске, мы скучаем! Яркие моменты из жизни певицы в фотографиях Жанна Фриске, мы скучаем! Яркие моменты из жизни певицы в фотографиях

Вспоминаем короткую, но, безусловно, яркую жизнь Жанны Фриске

VOICE
«АвтоВАЗ» начал выпускать антикризисные Lada Granta: что известно об их комплектации «АвтоВАЗ» начал выпускать антикризисные Lada Granta: что известно об их комплектации

До конца июня «АвтоВАЗ» хочет выпустить семь тысяч обновленных Lada Granta

Maxim
Премьер-министр «русского Тайваня» Премьер-министр «русского Тайваня»

Александр Кривошеин — один из лучших представителей царского чиновного корпуса

Наука
Кто мы и куда идем: 9 фильмов о кризисе идентичности Кто мы и куда идем: 9 фильмов о кризисе идентичности

Фильмы, помогающие выйти на тот самый «свой» путь

Правила жизни
Да здравствует абсурд: 10 запоминающихся заявлений на суде Джонни Деппа и Эмбер Херд Да здравствует абсурд: 10 запоминающихся заявлений на суде Джонни Деппа и Эмбер Херд

Шестилетняя схватка Джонни Деппа и Эмбер Херд завершилась

Правила жизни
Физики смоделировали лавину из фруктов на прилавке Физики смоделировали лавину из фруктов на прилавке

Физики исследовали образование лавин в монослое сфер в наклоненном лотке

N+1
Оксана Акиньшина Оксана Акиньшина

Актриса Оксана Акиньшина — о ролях и актерско-режиссерском союзе с Козловским

Собака.ru
Противоядие против старения: как работает рапамицин Противоядие против старения: как работает рапамицин

Потрясающий рассказ о настоящей науке и старении

Вокруг света
7 необычных локаций Санкт-Петербурга для тех, кто хорошо знает город на Неве 7 необычных локаций Санкт-Петербурга для тех, кто хорошо знает город на Неве

В Петербурге столько достопримечательностей, что можно ходить по нему бесконечно

Вокруг света
«Дамате» пересядет на собственные яйца «Дамате» пересядет на собственные яйца

Компания «Дамате» строит племрепродуктор второго порядка для индейки

Агроинвестор
7 тревожных признаков того, что пора проверить почки 7 тревожных признаков того, что пора проверить почки

Как вовремя понять, что с почками что-то не так?

Лиза
Самки тасманийских сцинков сменили пол в утробе матери Самки тасманийских сцинков сменили пол в утробе матери

Тасманийские сцинки могут менять соотношение полов среди потомства

N+1
Это ящерица или фарш на ножках? 5 фактов об удивительном красном тегу из Аргентины Это ящерица или фарш на ножках? 5 фактов об удивительном красном тегу из Аргентины

Что едят и как живут экзотические красные ящерицы

Вокруг света
Болливудские драмы и MBA из подвала: к чему готовиться предпринимателю в Индии Болливудские драмы и MBA из подвала: к чему готовиться предпринимателю в Индии

Как современному предпринимателю вести бизнес в Индии?

Forbes
5 фантастических книжных новинок, которые стоит прочесть этим летом 5 фантастических книжных новинок, которые стоит прочесть этим летом

Миры, созданные писателями, рано или поздно становятся реальностью

ТехИнсайдер
Свободное владение оружием: четыре аргумента против и всего один — за Свободное владение оружием: четыре аргумента против и всего один — за

Право граждан на владение оружием — это добро или зло?

Maxim
Зачем компании выкупают человеческие лица для своих роботов Зачем компании выкупают человеческие лица для своих роботов

Зачем и за какие деньги компании по производству роботов покупают права на лица?

ТехИнсайдер
Троллил Ди Каприо и сочинил песню: 10 удивительных фактов о ролях Джонни Деппа Троллил Ди Каприо и сочинил песню: 10 удивительных фактов о ролях Джонни Деппа

Собрали 10 удивительных фактов о его работе — спорим, ты этого не знала!

VOICE
Любовь зла Любовь зла

В один из самых дорогих отелей в Петербурге поселяется странный гость из Москвы

СНОБ
Как использовать Telegram на компьютере: через браузер или отдельное приложение Как использовать Telegram на компьютере: через браузер или отдельное приложение

Какую версию Telegram выбрать для компьютера: браузерную или отдельный клиент?

CHIP
Как заснуть в автобусе: 5 советов от тревел-блогеров Как заснуть в автобусе: 5 советов от тревел-блогеров

Как заснуть в поездке: лайфхаки от опытных путешественников

Вокруг света
Полвека с Дали: кем была Гала Градива, муза великого художника Полвека с Дали: кем была Гала Градива, муза великого художника

Вечная спутница «безумца» Дали — Елена Дьяконова

Вокруг света
«Чучело» в 2022 году: 3 причины посмотреть «Невидимый мир» «Чучело» в 2022 году: 3 причины посмотреть «Невидимый мир»

Чем примечателен «Невидимый мир» Лауры Вандель?

Psychologies
Конфеты в кармане: история самого молодого маньяка в истории СССР Конфеты в кармане: история самого молодого маньяка в истории СССР

Осенью 1938 года всех жителей Свердловска потрясло чудовищное преступление

VOICE
Шутки Кубрика и исповедь рэп-легенды: 5 самых интересных фильмов Beat Film Festival Шутки Кубрика и исповедь рэп-легенды: 5 самых интересных фильмов Beat Film Festival

Интервью Джейн Биркин, гонки на лодках Венеции и звезды подростковой драмы 90-х

Forbes
Падение в доме Питерсонов Падение в доме Питерсонов

«Лестница»: процедурал по реальному делу об убийстве, в котором врут все

Weekend
Открыть в приложении