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
Миллиардер Борис Йордан — Forbes: «Многие инвесторы боятся, что будут санкции» Миллиардер Борис Йордан — Forbes: «Многие инвесторы боятся, что будут санкции»

Интервью с пионером российского инвестиционного рынка Борисом Йорданом

Forbes
Где лечиться? Где лечиться?

В какую поликлинику идти – государственную или частную

Домашний Очаг
«Три одинаковых незнакомца»: что известно про эксперимент с разлученной тройней «Три одинаковых незнакомца»: что известно про эксперимент с разлученной тройней

Чем вызвана связь между близнецами и что на неё влияет?

Cosmopolitan
Совершенно не секретно Совершенно не секретно

Какая бы ни приключилась беда, рядом обязательно прозвучит страшное слово HAARP

Популярная механика
12 продуктов, в которых содержится много железа 12 продуктов, в которых содержится много железа

Восполнить недостаток железа помогут продукты из нашего списка

Cosmopolitan
В чем сила, мозг? Как слышать цвета и чувствовать магнитное поле В чем сила, мозг? Как слышать цвета и чувствовать магнитное поле

Удивительные способности мозга

Популярная механика
Рэд Байрон, или как стать самым быстрым человеком в Америке Рэд Байрон, или как стать самым быстрым человеком в Америке

Роберт Байрон — история гонщика, который обогнал всех

Популярная механика
«Неправильно выбрали инвесторов»: сооснователь Viber Игорь Магазинник о продаже Juno и «стартап-чуде» в Израиле «Неправильно выбрали инвесторов»: сооснователь Viber Игорь Магазинник о продаже Juno и «стартап-чуде» в Израиле

Главное из интервью сооснователя Viber и Juno проекту «Русские норм»

VC.RU
На здоровье На здоровье

С чего начинались и к чему пришли пять современных направлений медицины

N+1
Малярия против сифилиса, нефть против чумы: как лечили в разных странах в 17-20 веках Малярия против сифилиса, нефть против чумы: как лечили в разных странах в 17-20 веках

Вирусы, как и время, никогда не стоят на месте

Playboy
Свежие и классные: новые российские сериалы, которые тебя удивят Свежие и классные: новые российские сериалы, которые тебя удивят

Драма, черная комедия и политическая сатира — классные российские сериалы

Cosmopolitan
Бегемоты узнали знакомых по голосу Бегемоты узнали знакомых по голосу

На голоса незнакомцев бегемоты реагируют более бурно, чем на голоса знакомых

N+1
1230 мячей и 50 тысяч футболок: самые необычные футбольные коллекционеры 1230 мячей и 50 тысяч футболок: самые необычные футбольные коллекционеры

Когда фанатизм еще и отличное капиталловложение

Playboy
Саблезубые тигры. Находки в Крыму Саблезубые тигры. Находки в Крыму

В 2018 году в Крыму при прокладке трассы была открыта большая карстовая пещера

Наука и жизнь
Азбука авангарда Азбука авангарда

Отечественные имена и понятия, которые повлияли на мировое искусство

Культура.РФ
Закат культуры Закат культуры

Почему у древних греков были бег, борьба и гонки колесниц, но не было бобслея

Esquire
Притяжение кварка и антикварка ослабло в сильном магнитном поле Притяжение кварка и антикварка ослабло в сильном магнитном поле

Натяжение струны между кварком и антикварком уменьшается при магнитном поле

N+1
Куда расти RUSSPASS: новые возможности для туристов в России Куда расти RUSSPASS: новые возможности для туристов в России

Как новые технические B2B-решения и коллаборации работают на благо туриста?

Forbes
Кетогенная диета: подробное руководство для начинающих Кетогенная диета: подробное руководство для начинающих

К каким побочным эффектам может привести кетогенная диета

Cosmopolitan
Как выглядит создатель WhatsApp — у него русские корни! Как выглядит создатель WhatsApp — у него русские корни!

История Яна Кума — создателя мессенджера WhatsApp

Cosmopolitan
Запойные просмотры телевизора могут привести к проблемам с венами Запойные просмотры телевизора могут привести к проблемам с венами

Просмотр любимых сериалов не так уж полезен для вашего кровообращения

Популярная механика
6 худших фраз после секса 6 худших фраз после секса

Вводим моду на постсексуальное молчание и запоминаем слова, которые стоит забыть

Maxim
Как устроена заправка: где хранится бензин, и может ли он закончиться или испортиться Как устроена заправка: где хранится бензин, и может ли он закончиться или испортиться

Где и в чем на заправке хранится бензин? Может ли он закончиться?

Популярная механика
Ошибки молодости Ошибки молодости

Лозунг «Молодым везде у нас дорога» мода, похоже, восприняла буквально

Vogue
Чтение выходного дня: «Любимое уравнение профессора» Ёко Огавы — добрый роман о бескорыстной дружбе и о том, какую роль в нашей жизни играет память Чтение выходного дня: «Любимое уравнение профессора» Ёко Огавы — добрый роман о бескорыстной дружбе и о том, какую роль в нашей жизни играет память

Отрывок из прекрасной истории о роли памяти в нашей жизни от Ёко Огавы

Esquire
Физики уточнили лэмбовский сдвиг в мюонии Физики уточнили лэмбовский сдвиг в мюонии

Физики представили данные по уточненному значению лэмбовского сдвига в мюонии

N+1
Диета Николь Кидман: как помолодеть и похудеть на 10 кг за две недели Диета Николь Кидман: как помолодеть и похудеть на 10 кг за две недели

Вот уже несколько лет Николь Кидман сидит на омолаживающей диете

VOICE
Как рассказать о своем фетише Как рассказать о своем фетише

Как выбрать подходящий момент, чтобы рассказать о своих фантазиях?

GQ
От «Волги» до купе Mercedes: все автомобили Владимира Высоцкого От «Волги» до купе Mercedes: все автомобили Владимира Высоцкого

Какие машины были у Высоцкого, кроме знаменитого небесно-голубого Mercedes W116?

РБК
Открыть в приложении