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

Иранский синдром Иранский синдром

Как экономика Исламской Республики приспособилась к условиям санкций

Forbes
Теона Контридзе: «Свободный человек сам отвечает за всё в своей жизни – и за хорошее, и за плохое» Теона Контридзе: «Свободный человек сам отвечает за всё в своей жизни – и за хорошее, и за плохое»

Теона Контридзе рассказала о детстве, нелюбви к спорту и пищевых привычках

Здоровье
Где лечиться? Где лечиться?

В какую поликлинику идти – государственную или частную

Домашний Очаг
Астрономы получили свидетельства, указывающие на огромную экзолуну у далекой экзопланеты размером с Юпитер Астрономы получили свидетельства, указывающие на огромную экзолуну у далекой экзопланеты размером с Юпитер

Астрономы хотят понять, насколько часто у планет встречаются спутники

Популярная механика
12 мифов о здоровом питании, которые заставляют нас покупать ненужные и даже вредные продукты 12 мифов о здоровом питании, которые заставляют нас покупать ненужные и даже вредные продукты

Разоблачаем вредные мифы о здоровом питании

Maxim
Мегапиксели не решают: какие характеристики камеры смартфона не менее важны Мегапиксели не решают: какие характеристики камеры смартфона не менее важны

На какие характеристики камеры смартфона стоит обращать внимание

CHIP
Протеиновый шейх Протеиновый шейх

Какой белок самый правильный?

Men’s Health
Психолог назвал 3 способа произвести хорошее впечатление на новой работе Психолог назвал 3 способа произвести хорошее впечатление на новой работе

Каких стратегий поведения нужно придерживаться в первое время на новой работе?

Inc.
Ольга Задоенко, потерявшая детей при пожаре в «Зимней вишне», родила дочь Ольга Задоенко, потерявшая детей при пожаре в «Зимней вишне», родила дочь

После трагедии в «Зимней вишне Ольга Задоенко смогла вернуться к жизни

Cosmopolitan
Как устроен детектор гравитационных аномалий: бессмертное наследие Эйнштейна Как устроен детектор гравитационных аномалий: бессмертное наследие Эйнштейна

Начинается эра нового метода — гравитационно-волновой астрономии

Популярная механика
Одна вокруг света: ночевка в пустыне и Долина желаний Одна вокруг света: ночевка в пустыне и Долина желаний

157-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко: Колумбия

Forbes
10 упражнений на гибкость: видео, советы тренера 10 упражнений на гибкость: видео, советы тренера

Гибкость — это улучшение координации, красота и приятные ощущения в теле

РБК
Кажется, вы не умеете расслабляться: рассказываем, как научиться делать это правильно Кажется, вы не умеете расслабляться: рассказываем, как научиться делать это правильно

Тут все не так просто. Настоящий отдых – это навык, которым еще надо овладеть

GQ
«Куб с побелкой уже не заходит»: сколько приносит строительство печей в Подмосковье «Куб с побелкой уже не заходит»: сколько приносит строительство печей в Подмосковье

Основатель компании «Печевед» строит в загородных домах дизайнерские очаги

VC.RU
Стартап как на ладони. Что знают о вашем проекте инвесторы с предпринимательским опытом? Стартап как на ладони. Что знают о вашем проекте инвесторы с предпринимательским опытом?

Как знания о работе в стартапе изнутри изменили систему оценки проектов

Inc.
Что посмотреть на выходных: 5 лучших иностранных экранизаций русской классики Что посмотреть на выходных: 5 лучших иностранных экранизаций русской классики

Русская классика всегда вдохновляла и зарубежных режиссеров

Популярная механика
Ранние признаки беременности: 15 симптомов, которые появляются на первых неделях Ранние признаки беременности: 15 симптомов, которые появляются на первых неделях

О начале беременности можно узнать не только по задержке месячных

Cosmopolitan
Черные комедии по-русски: культурный код Черные комедии по-русски: культурный код

Черный юмор в русском кино: чем сходить с ума от ужаса, лучше смеяться

СНОБ
Папская область Папская область

Что такое отец в жизни женщины? Задай этот вопрос и в ответ услышишь разное

Cosmopolitan
Литературная диета и чтение за гаражами: как, когда и зачем читать Литературная диета и чтение за гаражами: как, когда и зачем читать

Как строить свои отношения с чтением

РБК
Телескоп Gaia помог определить природу Местного Пузыря Телескоп Gaia помог определить природу Местного Пузыря

Внутри него находится Солнечная система

N+1
Деньги для метавселенной: эксперт о будущем банков, кредитов и криптовалют Деньги для метавселенной: эксперт о будущем банков, кредитов и криптовалют

Какое будущее ждет цифровой банкинг и метавселенные?

Inc.
Робособаки в подземелье: невероятные беспилотные машины в финале соревнований DARPA Робособаки в подземелье: невероятные беспилотные машины в финале соревнований DARPA

Прошел финальный этап соревнований между командами машин

Популярная механика
Как мы перестали бояться неведомых демонов и начали бояться самих себя Как мы перестали бояться неведомых демонов и начали бояться самих себя

10 сериалов про борьбу за психическое здоровье

СНОБ
Эксперты раскрыли секрет о том, что делает женщин несчастными и как это исправить Эксперты раскрыли секрет о том, что делает женщин несчастными и как это исправить

Что на самом деле делает женщину счастливой

ТехИнсайдер
6 проблем со здоровьем, из-за которых шелушится кожа на лице 6 проблем со здоровьем, из-за которых шелушится кожа на лице

Каждый сталкивался с сухостью и шелушением кожи на лице, что с этим делать?

Лиза
8 побегов 8 побегов

Энтони Ролт 8 раз пытался сбежать из немецких лагерей, один раз — на самолете!

Популярная механика
«Маска» дала мне свободу и возможность петь то, что я хочу» «Маска» дала мне свободу и возможность петь то, что я хочу»

Кирилл Туриченко о череде удач и неудач в карьере и судьбоносном знакомстве

OK!
Как баскетболистка из Миссури играла в России, заработала $5 млн и попала в Forbes Как баскетболистка из Миссури играла в России, заработала $5 млн и попала в Forbes

Кэндис Паркер — баскетболистка, комментаторка и феминистка

Forbes
Российские археологи раскопали под Калининградом средневековое прусское поселение Российские археологи раскопали под Калининградом средневековое прусское поселение

Ученые подтвердили, что местные жители контактировали с населением Древней Руси

N+1
Открыть в приложении