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

Время омолодиться: что важно знать о необычном весеннем грибе саркосоме шаровидной или «ведьмином котелке» Время омолодиться: что важно знать о необычном весеннем грибе саркосоме шаровидной или «ведьмином котелке»

Почему саркосому шаровидную называют «молодильным яблоком»?

ТехИнсайдер
Тайное значение твоего имени: как его узнать и как оно влияет на судьбу Тайное значение твоего имени: как его узнать и как оно влияет на судьбу

Как узнать тайное значение твоего имени и что делать с этой информацией

VOICE
Почему нам хочется есть: как нейрофизиология объясняет переедание и импульсивные перекусы Почему нам хочется есть: как нейрофизиология объясняет переедание и импульсивные перекусы

Каков ключ к решению проблемы переедания и импульсивных перекусов?

ТехИнсайдер
«Тут была заброшенная мусорка»: как актриса Ирина Чеснокова открыла бар в Турции «Тут была заброшенная мусорка»: как актриса Ирина Чеснокова открыла бар в Турции

Ирина Чеснокова — о том, как русский бар встречают за границей

Forbes
Слепая зона: почему мозг перестает замечать возможности и как это исправить? Слепая зона: почему мозг перестает замечать возможности и как это исправить?

Люди часто жалуются, что другим выпадают возможности, а им почему-то нет

Psychologies
«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
«Я ставлю вопрос: как быть отсюда?» «Я ставлю вопрос: как быть отсюда?»

Оксана Тимофеева о том, как любить родину

Weekend
Наталья Андреева. Кровные друзья Наталья Андреева. Кровные друзья

Наталья Андреева — о своем друге Валерии Гаркалине

Коллекция. Караван историй
«Детям необходимо жить в семье»: как устроен процесс усыновления в России «Детям необходимо жить в семье»: как устроен процесс усыновления в России

Рассказываем об актуальной ситуации с сиротством в России

Forbes
«Живописец душ» Фальконеса: гимн Барселоне XX века и летопись человеческих страстей «Живописец душ» Фальконеса: гимн Барселоне XX века и летопись человеческих страстей

Отрывок из романа Ильдефонсо Фальконеса «Живописец душ»

Forbes
Осознанное потребление в погоне за новыми моделями устройств: как работают сервисы аренды и лизинга гаджетов Осознанное потребление в погоне за новыми моделями устройств: как работают сервисы аренды и лизинга гаджетов

Насколько выгодно пользоваться сервисами аренды и лизинга гаджетов?

ТехИнсайдер
Polnalyubvi Polnalyubvi

Инди-певица Polnalyubvi отправляет серебряный век в TikTok

Собака.ru
Игорь Горьков Игорь Горьков

Генеральный директор Nexign Игорь Горьков — можно ли предсказать будущее?

Собака.ru
Королевский калибр: как сражались друг с другом корабли-титаны Королевский калибр: как сражались друг с другом корабли-титаны

Сверхкорабли и грозная история

ТехИнсайдер
Супчик с сюрпризом Супчик с сюрпризом

Как похудеть на борще и снять похмелье буйабесом

Лиза
«Лаборатория химических историй. От электрона до молекулярных машин»: Рассказ о главных достижениях химии «Лаборатория химических историй. От электрона до молекулярных машин»: Рассказ о главных достижениях химии

Почему одни вещества становятся мягкими, а другие твердеют?

N+1
Таинственное Сейдозеро и сплав по Медведице: мистические маршруты от инструктора Таинственное Сейдозеро и сплав по Медведице: мистические маршруты от инструктора

Мистический флер по сей день будоражит умы людей, которые посещают эти места

Вокруг света
Чтобы не было мучительно больно Чтобы не было мучительно больно

Новые цели – вот спасательный круг, за который мы можем схватиться

Psychologies
Забудь про Фрейда: что означают самые распространенные эротические сны Забудь про Фрейда: что означают самые распространенные эротические сны

Приснился бывший? Уверяем, это совсем не повод ему звонить!

VOICE
Монеты с места кораблекрушения XV века рассказали о денежных проблемах датского короля Монеты с места кораблекрушения XV века рассказали о денежных проблемах датского короля

Деньги были найдены среди обломков корабля «Грипсхунден»

N+1
Манкала: африканская игра, которая покорила мир Манкала: африканская игра, которая покорила мир

Есть игра, которая вся, от начала до конца, является прикладной математикой

ТехИнсайдер
Неизведанная Калмыкия Неизведанная Калмыкия

Не обязательно ехать на край света, чтобы увидеть буддистские реликвии

Лиза
Как настроить Yandex Pay: понятная инструкция со скриншотами Как настроить Yandex Pay: понятная инструкция со скриншотами

Как добавить карту в Yandex Pay и настроить быстрое оформление заказа?

CHIP
Как попросить о прибавке на фоне растущей инфляции Как попросить о прибавке на фоне растущей инфляции

Как добиться повышения зарплаты и что делать, если вам отказали?

Forbes
Вы приняты! Вы приняты!

5 мошеннических схем при поиске работы в соцсетях: не дай себя обмануть

Лиза
Найденное под Сургутом погребение в лодке назвали шаманским Найденное под Сургутом погребение в лодке назвали шаманским

Погребение датируется началом I тысячелетия нашей эры

N+1
Сюрреалистичный роман Роке Ларраки «Комемадре» о смертельных экспериментах Сюрреалистичный роман Роке Ларраки «Комемадре» о смертельных экспериментах

Отрывок из романа «Комемадре» — о невозможных научных экспериментах

СНОБ
Без косметики и талии: каких женщин считали красивыми колхозники Без косметики и талии: каких женщин считали красивыми колхозники

Насколько идеалы красоты времен СССР отличаются от нынешних

Cosmopolitan
По прозвищу «Белокурый яд»: как Стелла Гольдшлаг погубила три тысячи евреев По прозвищу «Белокурый яд»: как Стелла Гольдшлаг погубила три тысячи евреев

Стелла Гольдшлаг — еврейка, помогающая гестапо находить своих соотечественников

VOICE
Саша Стоун: «Мужчина — это гора» Саша Стоун: «Мужчина — это гора»

Саша Стоун об участии в шоу «Звезды в Африке» и отношениях с Валей Карнавал

ЖАРА Magazine
Открыть в приложении