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
Как влияют на полёты самолётов вышки 5G: страшная правда Как влияют на полёты самолётов вышки 5G: страшная правда

Мобильная связь 5G может помешать работе оборудования самолётов?

Популярная механика
Где лечиться? Где лечиться?

В какую поликлинику идти – государственную или частную

Домашний Очаг
На Остоженке На Остоженке

Классика в модном современном прочтении

SALON-Interior
Миллиардер Джек Ковин занял денег у 30 человек, чтобы построить империю бургеров Миллиардер Джек Ковин занял денег у 30 человек, чтобы построить империю бургеров

Как Джек Ковин основал бургерную империю Hungry Jack’s

Inc.
Техосмотр-2022: кто никогда его не пройдет (важный список для всех) Техосмотр-2022: кто никогда его не пройдет (важный список для всех)

Наиболее частые ошибки, с которыми не получить диагностическую карту

РБК
Человек и салат: 9 мифов о Юлии Цезаре Человек и салат: 9 мифов о Юлии Цезаре

Правда и мифы о Юлии Цезаре

Вокруг света
Сага о бедрах: почему они нас беспокоят (вне зависимости от типа фигуры) Сага о бедрах: почему они нас беспокоят (вне зависимости от типа фигуры)

Разбираем типы женских фигур и рассуждаем о том, почему бедра — это проблема

Cosmopolitan
Человек на задворках Человек на задворках

Анна Толстова о поколении «Плеяды» и выставке «За фасадом эпохи»

Weekend
Тасманийские дьяволы оказались разборчивыми падальщиками Тасманийские дьяволы оказались разборчивыми падальщиками

Большинство тасманийских дьяволов придерживаются довольно узкого рациона

N+1
Как «самый опасный» криптоанархист угрожает планам Байдена по контролю за оружием Как «самый опасный» криптоанархист угрожает планам Байдена по контролю за оружием

ПО Уилсона способно превратить кусок алюминия в основу для штурмовой винтовки

Forbes
В текущем режиме В текущем режиме

Как «разогнать» лимфу и поддерживать её оптимальную скорость?

Лиза
«Мать гражданских прав»: как Роза Паркс добилась права не уступать место белым «Мать гражданских прав»: как Роза Паркс добилась права не уступать место белым

Благодаря Розе Паркс некоторые формы расовой сегрегации ушли в прошлое

Forbes
Почему мужчинам нравятся динозавры: истории трех героев и комментарий психолога Почему мужчинам нравятся динозавры: истории трех героев и комментарий психолога

Сейчас бы в динозавров играть, а не вот это вот все

Playboy
Притягивающие молекулы воды частицы уменьшили воспаление в коленном суставе крыс Притягивающие молекулы воды частицы уменьшили воспаление в коленном суставе крыс

Гель для лечения остеоартроза состоит из частиц, притягивающих молекулы воды

N+1
Эволюционный конфликт рабочих безжалых пчел с личинками привел к массовому убийству маток Эволюционный конфликт рабочих безжалых пчел с личинками привел к массовому убийству маток

Как рабочие особи пытаются поддерживать стабильность колонии пчел

N+1
Игра с понятиями Игра с понятиями

Включение Кавказа в состав Российской империи — завоевание или усмирение?

Дилетант
В живом виде В живом виде

Наиболее значимые проекты российских авторов на тему экологии

Robb Report
Самые смешные и уродливые королевские портреты Самые смешные и уродливые королевские портреты

У придворных живописцев тоже бывают профессиональные неудачи!

Maxim
«В равенстве нет ничего сложного»: как Элис Пол возглавила борьбу суфражисток в США «В равенстве нет ничего сложного»: как Элис Пол возглавила борьбу суфражисток в США

Как Элис Пол добилась того, чтобы пункт о равенстве полов внесли в устав ООН

Forbes
Что делать со всем этим сентиментальным барахлом, которое уже некуда девать Что делать со всем этим сентиментальным барахлом, которое уже некуда девать

Время от времени надо проводить ревизию, иначе не останется свободного места

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
Эффект стереотипов: почему мы симпатизируем одному миллиардеру сильнее, чем группе богачей Эффект стереотипов: почему мы симпатизируем одному миллиардеру сильнее, чем группе богачей

Почему мы терпимо относимся к богатству отдельных людей?

VC.RU
Тормозной суппорт: как устроен и чем важен Тормозной суппорт: как устроен и чем важен

Что такое суппорт, зачем он нужен, как устроен и чем опасен его выход из строя

РБК
Bonobo – о российском вайбе, номинации на «Грэмми» и новом альбоме Bonobo – о российском вайбе, номинации на «Грэмми» и новом альбоме

Интервью с американским продюсером и диджеем Bonobo

GQ
Куда пропали компактные смартфоны: почему 6,5 дюймов – это уже не «лопата» Куда пропали компактные смартфоны: почему 6,5 дюймов – это уже не «лопата»

С чем связан интерес к увеличению экранов смартфонов?

CHIP
Кризис приватности: за нами следят? Кризис приватности: за нами следят?

В жизни становится все меньше приватного и все больше публичного

Psychologies
История одного здания: особняк Зинаиды Морозовой История одного здания: особняк Зинаиды Морозовой

Неоготический особняк принадлежал Зинаиде Морозовой — жене Саввы Морозова

Культура.РФ
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
ТОП-5 ошибок в ремонте кухни, из-за которых ты переплатишь дважды ТОП-5 ошибок в ремонте кухни, из-за которых ты переплатишь дважды

Разбираемся в том, какие ошибки чаще всего встречаются при ремонте кухни

Лиза
Открыть в приложении