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

Грехи Грехи

Мужчины, которые обеспечили себе место в аду, зарабатывая состояние и признание

Esquire
Скандальный дайджест: стереотипы про русских, вторжение в «Бойцовский клуб» и устарелые гномы Скандальный дайджест: стереотипы про русских, вторжение в «Бойцовский клуб» и устарелые гномы

Обзор тревожных, оскорбительных, неосторожных и прочих сомнительных жестов

GQ
Где лечиться? Где лечиться?

В какую поликлинику идти – государственную или частную

Домашний Очаг
Самые грустные и трогательные эпизоды комедийных сериалов Самые грустные и трогательные эпизоды комедийных сериалов

Когда трагедия идет рука об руку с комедией

Maxim
Астроном искал в реликтовом излучении следы послания от Создателя Вселенной — и кое-что нашел Астроном искал в реликтовом излучении следы послания от Создателя Вселенной — и кое-что нашел

Самое древнее излучение во Вселенной может быть "рекламным щитом"

Популярная механика
Спорткар-легенда AC Cobra: жил быстро, погиб рано Спорткар-легенда AC Cobra: жил быстро, погиб рано

Звезда 1960-х AC Cobra стала одним из самых копируемых автомобилей в истории

Популярная механика
Дедушка Максим Дедушка Максим

История пулемета, в честь которого нас назвали

Maxim
Бюджетные правила: как грамотно экономить деньги Бюджетные правила: как грамотно экономить деньги

Правила экономии средств от инвестиционного советника

Forbes
Рынок в хаки: как геополитика мешает инвесторам Рынок в хаки: как геополитика мешает инвесторам

На что стоит обращать внимание инвесторам во время геополитической напряженности

Forbes
В погоне за универсальностью: палубный многоцелевой самолёт MPSNA из 80-х В погоне за универсальностью: палубный многоцелевой самолёт MPSNA из 80-х

Универсальный палубный самолёт MPSNA, о котором мы сегодня поговорим

Популярная механика
Приходи на меню посмотреть Приходи на меню посмотреть

Как во Фландрии принимают в гости лучших шефов мира

Tatler
«Пахучие штучки» «Пахучие штучки»

Всегда ли запахи безобидны для здоровья?

Здоровье
Просто кошмар: как не быть бесконечным источником негатива для других людей Просто кошмар: как не быть бесконечным источником негатива для других людей

Отрывок из книги «Вредные мысли» — как отказаться от излишней драматизации?

Forbes
Как работает тяжелая огнеметная система «Солнцепёк» Как работает тяжелая огнеметная система «Солнцепёк»

ТОС-1А «Солнцепек» — еще страшнее, чем ТОС-1 «Буратино»

Maxim
«Аллея кошмаров»: любите цирк, цирк, цирк «Аллея кошмаров»: любите цирк, цирк, цирк

«Аллея кошмаров» состоит из разных сюжетов, но композиция ее закольцовывается

GQ
Революционные формы, парфюмерный хит и лучшие платья Ким Кардашьян: что нужно знать о дизайнере Тьерри Мюглере Революционные формы, парфюмерный хит и лучшие платья Ким Кардашьян: что нужно знать о дизайнере Тьерри Мюглере

Тьерри Мюглер — каким был новатор моды восьмидесятых и девяностых

Esquire
От Мисс Марпл до Мейр из Исттауна: 10 фильмов и сериалов о женщинах-детективах От Мисс Марпл до Мейр из Исттауна: 10 фильмов и сериалов о женщинах-детективах

Детективные сериалы и фильмы, в которых женщины оказались главными героинями

Forbes
Сергей Беляков: Парижские мальчики в сталинской Москве. Летний день Мура Эфрона Сергей Беляков: Парижские мальчики в сталинской Москве. Летний день Мура Эфрона

Отрывок из книги Сергея Белякова — о сталинской эпохе с позиции русских парижан

СНОБ
Москва, которой не было Москва, которой не было

Великие архитектурные проекты, оставшиеся только на бумаге

Культура.РФ
Как инженер из Саратова создал компанию на рынке водородной авиации и привлек $10 млн Как инженер из Саратова создал компанию на рынке водородной авиации и привлек $10 млн

Алексей Иваненко начинал свою карьеру менеджером по рекламе в «Роснано»

Forbes
5 причин есть кедровые орехи чаще 5 причин есть кедровые орехи чаще

Чем полезны кедровые орехи, сколько их можно съесть и как хранить?

РБК
Сохранить нельзя расстаться: что такое созависимые отношения и чем они опасны Сохранить нельзя расстаться: что такое созависимые отношения и чем они опасны

Что такое созависимые отношения, в чем причины, как их распознать и преодолеть

Forbes
Мальдивы, Чили и озеро Текапо: 10 самых красивых мест на Земле с точки зрения науки Мальдивы, Чили и озеро Текапо: 10 самых красивых мест на Земле с точки зрения науки

10 точек на Земле, чья красота теперь доказана наукой

Forbes
Криминал, брак, развод: за что королевских особ лишают титула Криминал, брак, развод: за что королевских особ лишают титула

Когда представители монархии принудительно складывают с себя полномочия

РБК
11 упражнений с гирей для новичков и профессиональных спортсменов 11 упражнений с гирей для новичков и профессиональных спортсменов

Тренировки с гирей улучшают общее состояние организма

РБК
Новое исследование показало, что лекарство от рака Новое исследование показало, что лекарство от рака

Препарат от рака может "вытолкнуть" ВИЧ, оставив вирус открытым для атаки

Популярная механика
Без тряпки во рту. В прокат выходит фильм-победитель Венецианского кинофестиваля — «Событие» Одри Диван Без тряпки во рту. В прокат выходит фильм-победитель Венецианского кинофестиваля — «Событие» Одри Диван

Зачем смотреть фильм «Событие» Одри Диван и как он связан с мировым контекстом?

СНОБ
Исполнение желаний без марафонов: как ставить цели и получать что хочешь Исполнение желаний без марафонов: как ставить цели и получать что хочешь

Собрали работающие техники по достижению целей для тех, кто полагается на себя

РБК
«Обалдение полное» «Обалдение полное»

Какими увидели красноармейцев русские эмигранты в Эстонии?

Дилетант
Как притянуть удачу Как притянуть удачу

5 лайфхаков, чтобы настроить линию судьбы

Лиза
Открыть в приложении